Выполнение гидрографического исследования на штокмановском газоконденсатном месторождении

85







МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ГМА ИМ. АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА











ДИПЛОМНАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

выполнение гидрографического исследования

НА ШТОКМАНОВСКОМ ГАЗОКОНДЕНСАТНОМ

МЕСТОРОЖДЕНИИ













Главный инженер

ФГУП «Гидрографическое предприятие»:             Решетняк С.В.

Дипломный руководитель:                                        Голубев А.Г.

Выполнил проект:                                                        Ефимов А.А.









Санкт-Петербург

2009


Содержание



ВВЕДЕНИЕ

РАЙОН РАБОТ

1	ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТ

2	РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ ДОКУМЕНТЫ

3	СЕТЬ ПРОФИЛЕЙ И ОБЪЕМЫ РАБОТ. 

3.1	ШГКМ

3.3	ВЕРТОЛЕТНАЯ ПЛОЩАДКА

4	СВЕДЕНИЯ О РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ. 

5	ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ РАЙОНА РАБОТ. 

5.1	АКВАТОРИЯ ШТОКМАНОВСКОГО ГКМ

5.1.1	Гидрометеорологические условия. 

5.1.2	Геоморфологические условия

6	ВИДЫ РАБОТ. 

6.1	СОСТАВ РАБОТ. 

6.2	МЕТОДИКА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ. 

6.2.1	Схема изысканий. 

6.2.2	Гидролокация бокового обзора. 

6.2.3	Сейсмоакустическое профилирование

6.2.4	Магнитометрия

6.2.5	Навигационное обеспечение промера дна и геофизических работ

6.2.6	Батиметрическая съемка рельефа дна

6.2.7	Уровенные наблюдения

6.3	КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ОБРАБОТКА ДАННЫХ. 

6.3.1	Контроль качества и обработка сейсмоакустических данных

6.3.1.1	Ввод данных и контроль качества

6.3.1.2	Редакция данных

6.3.1.3	Импорт навигационных и батиметрических данных, ввод геометрии

6.3.1.4	Предварительная обработка

6.3.1.5	Углубленная обработка

6.3.2	Контроль качества и обработка данных гидролокации бокового обзора. 

6.3.3	Контроль качества и обработка магнитометрических данных. 

6.3.4	Контроль качества и обработка навигационных данных. 

6.3.5	Контроль качества и обработка промера дна. 

7	АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ. 

7.1	СУДНО

7.2	ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ. 

8	ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ И ОБЪЕМЫ. 

8.1	РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ. 

8.1.1	Последовательность выполнения работ

8.1.2	Объемы работ и затраты времени для изысканий

8.1.2.1	Площадь ШГКМ

8.1.2.3	Изыскания на участке вертолетной площадки

9	ПЕРЕЧЕНЬ И СОСТАВ ОТЧЕТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, СРОКИ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ6

9.1	ОТЧЕТ О МОБИЛИЗАЦИИ

9.2	ЕЖЕДНЕВНЫЙ ОТЧЕТ

9.3	ИТОГОВАЯ ОТЧЕТНОСТЬ

9.3.1	Полевой отчет

9.3.2	Проект итогового технического отчета

10	 Заключение


Введение

морское дно рельеф геологический антропогенный

Арктические кладовые еще только начинают открывать России свои несметные богатства. Поэтому настоящая жизнь - в полный разворот плеч - у региона еще впереди, в планах освоения территорий, в силуэтах современных горнопромышленных и нефтегазодобывающих комплексов. Россия продолжает освоение и использование Северного морского пути как основной трассы в добывающей индустрии высоких широт. Основными его пользователями сегодня являются такие гиганты индустрии, как "Норильский никель", "Газпром", "ЛУКОЙЛ", "Роснефть", "Росшельф", крупнейшие добывающие предприятия Красноярского края, Республики Саха-Якутия и Чукотки. Тенденции последнего времени показывают, что развитие индустрии все более тяготеет к северным территориям России. Потому очевидно, что судьба Севморпути в значительной степени зависит от разработки разведанных в его зоне минеральных ресурсов. В качестве сил, способных в ближайшее время положительно повлиять на экономику Севморпути, могут оказаться структуры уникального Штокмановского месторождения нефти и газа, Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, Приразломного нефтяного месторождения, североонежских бокситов, месторождения полиметаллов и марганца на архипелаге Новая Земля. Поэтому великая морская трасса по-прежнему остается главным механизмом развития Арктической России. 

Россия приступила к новому этапу освоения Арктики, делая на нем самые первые шаги. Пока освоение заполярных богатств сдерживается рядом причин, в частности, инвестиционными проблемами. Но нет сомнений, что в ближайшей исторической перспективе Арктика станет одним из узловых транспортных и промышленных районов планеты.

Мировая борьба за богатства Арктики, началась, и России, занимающей самое выгодное географическое положение из всех приполярных стран, нельзя упустить свой шанс в создании стратегических заделов на будущее. Их обеспечат шельфовые богатства и Арктическая транспортная сис- тема. В освоении Арктики все решит установление контроля над коммуникациями. Ведь важно не только, кто добывает, но и кто перевозит!

Без гидрографических работ в решении этих проблем не обойтись. Технический проект на такой объект является важным документом, требующим тщательной, продуманной подготовки. Следует заранее приступить к созданию «Технического проекта комплексного гидрографического исследования шельфа Арктических морей в зонах, прилегающих к перспективным месторождением полезных ископаемых». 



Район работ 



Таблица 1

Координаты морского участка проведения изысканий

	

	

Таблица 2

Координаты лицензионного участка ШГКМ (Система координат WGS 84):

№

Широта, N

Долгота, E



гг мм сс

гг мм сс

I

73 25 13

42 24 24

II

73 51 00

44 15 28

III

73 01 00

46 36 38

IV

72 35 15

44 45 41



Сроки производства работ

Весь комплекс геофизических изыскательских работ от разработки программы до подготовки интегрированного отчета планируется выполнить в период с мая 2009 г. по октябрь 2009 г.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТ



Задачей работ является:

Получения информации о рельефе морского дна;

Изучения верхней части разреза с высоким разрешением;

Идентификация и нанесение на карту потенциальных геологических опасностей, геотехнических явлений и антропогенных особенностей, которые могут повлиять на безопасность прокладки и эксплуатацию трубопровода и морских нефтегазопромысловых сооружений. 

		Данных, полученных в ходе проведения работ должно быть достаточно:

		для окончательного выбора трассы прокладки трубопровода;

		для разработки детального проекта трубопровода, включая оценку неровностей дна, устойчивости трубопровода;

		для проектирования подводных добычных комплексов;

		для проектирования морских ледостойких платформ.

РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ ДОКУМЕНТЫ

		

		При разработке Программы учитывались требования российских и международных нормативных документов определяющих правила производства изысканий:

		Свод правил СП 11-114-2004 «Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства морских нефтегазопромысловых сооружений», издание Госстроя России, 2004 год;

		Det Norske Veritas (DNV)	OS-F101	Submarine Pipeline Systems, 2000;

		International Maritime Organization (IMO)	ISM Code and Guidelines for Implementation;

		International Organisation for Standardisation (ISO)	ISO 9001/9002: Quality Management and Quality Assurance Standards;

		American Petroleum Institute	API RP 17A «Recommended Practice for Design and Operation of Subsea Production Systems»;

		United Kingdom Offshore Operators Association (UKOOA)	Guidelines for the use of GPS in Offshore Surveying.

		В главах посвященным конкретным видам изысканий будут представлены ссылки на документы, регламентирующие данные работы.

		При разработке программы изысканий был использован опыт, полученный в ходе работ по изысканиям и проектированию Северо-Европейского газопровода и изысканий 2007 года как на акватории ШГКМ, так и по трассе газопроводов ШГКМ - Видяево.

СЕТЬ ПРОФИЛЕЙ И ОБЪЕМЫ РАБОТъ



ШГКМ



В соответствие с требованиями компании (Специальные технические условия, пункт 1.4.2а) плотность геофизических профилей составляет 100 метров. Плотность связующих профилей 500 метров. 

Конфигурация площади изысканий определена «СПЕЦИАЛЬНЫМИ ТЕХНИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ». 

Общая длина трассы 546 км.

Планируется отработать три профиля в коридоре трассы трубопроводов, с расстоянием между ними 100 метров и два профиля для изысканий по трассам оптоволоконного кабеля, с расстоянием от осевой линии 350 метров. 

Для удобства отработки, в соответствие с расстояниями между опорными точками, трасса разбивается на блоки длиной 17 – 29.1 км. Всего 20 блоков.



Вертолетная площадка



Размеры площадки, 3 х 3 км. 

В соответствие с требованиями компании (Специальные технические условия, пункт 1.4.2а) плотность геофизических профилей составляет 100 метров. Плотность связующих профилей 500 метров. 

Объемы работ приведены в таблице 3.3.


Таблица 3.3

Объемы геофизических изысканий на участке вертолетной площадки

Профили

Длина профиля

Количество профилей

Объем (км)

рядовой

3

31

93

секущий

3

7

21

Итого, вертолетная площадка:

38

114



Границы участка изысканий определяются не только минимальной глубиной судна, но и безопасность маневрирования судна с буксируемым оборудованием, а так же методикой работ.

Оптимальная высота буксировки гидролокатора должна соответствовать условию 10 – 20 % от полосы обзора. То есть при полосе обзора 200 метров, гидролокатор должен буксироваться в пределах 20 – 30 метров от дна.

Для исключения сильных помех от кильватерной струи гидролокатор должен буксироваться на  3 -4  метра ниже нее, т.е. на глубине не меньше 20 -25 метров. Таким образом, с учетом оптимальной высоты буксировки гидролокатора над дном, морская часть трассы будет отрабатываться с глубины 25 - 30 метров. 

Кроме этого на расстоянии 500 – 1000 метров от берега будет обеспечено безопасный разворот судна.

СВЕДЕНИЯ О РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

		

		Этап специализированного инженерно-геологического изучения нефтегазоперспективных площадей Западно-Арктического шельфа России (начало 1980-х годов – настоящее время) связан с началом целенаправленных работ на нефтегазоперспективных площадях Баренцево -Карского шельфа основанной в 1980 году в составе Всесоюзного НИИ морской геологии и геофизики «ВНИИМОРГЕО» Арктической комплексной морской геологической экспедицией (АКМГЭ, с 1988 – АМИГЭ). На первых этапах деятельности в АКМГЭ использовались сейсмоакустические методы (в основном, метод одноканального непрерывного сейсмоакустического профилирования НСП), эхолотирования, реже – гидролокация бокового обзора (ГЛБО), опробование донных отложений лёгкими техническими средствами (ЛТС), лабораторные определения физико-механических свойств грунтов. С 1982 года АКМГЭ начинает использовать при инженерно-геологических исследованиях специализированные буровые суда, на которых осуществляется инженерно-геологическое бурение, делается интерпретация геофизических данных, даётся инженерно-геологическая характеристика грунтов при их испытаниях в естественных условиях (in situ) и судовой лаборатории. 

		С 1986 года при инженерно-геологических работах начинает использоваться многоканальное цифровое сейсмоакустическое профилирование и появляется техническая возможность бурения инженерно-геологических скважин на участках шельфа до 300 м, что позволило проводить бурение на глубоководной Штокмановской площади. 

		В общей сложности АМИГЭ в эти годы проводит инженерно-геологические исследования с детальностью от 1 : 1 000 000 до 1 : 50 000 на большинстве нефтегазоперспективных площадей Западно-Арктического шельфа России. Дополнительно проводятся детальные инженерно-геологические изыскания масштаба 1 : 10 000 и 1 : 5 000 на более чем 90 площадках проектируемых нефтегазопоисковых скважин глубокого бурения (для постановки и эксплуатации буровых судов, полупогружных и самоподъёмных буровых установок). Проведены инженерно-геологические изыскания под ледостойкие платформы на Приразломной и Варандейской структурах и под три варианта трассы продуктопровода «ШГКМ -п.Териберка». В результате проведённых АМИГЭ инженерно-геологических исследований составлены карты различных масштабов: рельефа дна, донных грунтов, геологические, геоморфологические и инженерно-геологические. 

					В общей сложности в период с начала 1980-х годов по настоящее время «АМИГЭ» выполнило инженерно-геологические съемки масштабов от 1:100 000 до 1:10 000 как на площади месторождения, так и в границах предполагаемого строительства трасс продуктопровода Штокмановское ГКМ  Кольский полуостров. Проведенные комплексы полевых работ включали инженерно-геологическое бурение и СРТ, пробоотбор ЛТС, сейсмоакустическое профилирование, эхолотирование, гидролокацию бокового обзора, наблюдения за течениями, уровнем моря, волнением. 

					В результате работ для площади и отдельных площадок были построены карты: батиметрическая, инженерно  геологическая, мощностей новейших отложений и отдельных комплексов плиоцен - четвертичной толщи, а также некоторые другие дополнительные карты (литологии приповерхностных отложений, расчлененности рельефа и т.п.). Были также изучены в достаточном объеме физико  механические свойства отложений верхней (на глубину до 135 метров от поверхности дна) части разреза. 

		В 1993-1994 г.г. ГУ АМИГЭ выполнены инженерные изыскания площадок и трасс продуктопроводов ШГКМ – побережье (Технический отчет 1994 года). Одним из изученных вариантов газопровода был вариант на губу Опасова.

		В 2007 году по этой трассе выполнены геофизические работы, включающие проведение непрерывного сейсмоакустического профилирования (НСП) в двух вариантах – НСП «Спаркер» и НСП «X-Star».

		Одновременно с этим выполнена детальная батиметрическая съемка рельефа морского дна с помощью многолучевого эхолота Reson SeaBat 8111. 

	Условные обозначения: границы площадей инженерно-геологических исследований масштаба 1:200000-1:50000, изученных: 1 – АМИГЭ (до 1988 г. – АКМГЭ НПО «Союзморинжгеология»), 2 – МАГЭ (до 1981 г. – КМАГЭ НПО «Севморгеология»), 3 – трест «Севморнефтегазгеофизразведка» (до 1985 г. – ММГГНЭ ВМНПО «Союзморгео»), 4 – БМГГЭ ВМНПО «Союзморгео» и ВНИИморгео; 5 – название площадей; 6 – инженерно-геологические скважины; 7 – станции пробоотбора Международной морской экспедиции (1993 г.); 8 – станции проотбора ПМГРЭ (1996 г.); трассы проектируемого газопровода, изученные детальной инженерно-геологической съёмкой: 9 – НПО «Севморгео» и ВНИИморгео (1976 г.), 10 -АМИГЭ (1988-1989 гг.). 

		В рамках реализации программы изысканий рекогносцировочной стадии, в ходе работ первой фазы, в период с декабря 2005 г. по февраль 2006 г. было выполнено:

		3 207 км промера дна многолучевым эхолотом;

		960 км акустического профилирования.

		В ходе работ второй фазы рекогносцировочной стадии, в период с сентября 2006 г. по ноябрь 2006 г. было выполнено:

		3 900 км промера дна многолучевым эхолотом;

		3 117 км акустического профилирования.

		Подготовлен отчет по работам рекогносцировочной стадии: «Phases 1,2 Reconnaissance Survey, Geophysical Survey Report». Отчет содержит текстовую часть с описанием выполненных работ и картографический материал по двум вариантам трассы трубопровода: 

		Обзорная карта района работ. Масштаб 1:500000 – Обзорная карта по результатам съемки. Общий план расположения планшетов.

		Обзорные карты – Общая площадь съемки. Масштаб 1:100000 – Серия обзорных батиметрических карт по площади съемки. Восемь карт с двумя панелями: батиметрическая карта с изобатами и теневое изображение поверхности дна (DTM).

		Обзорные карты – Прибрежный район. Масштаб 1:50000 – Батиметрические обзорные карты прибрежного района. Три карты с двумя панелями: батиметрическая карта с изобатами и теневое изображение поверхности дна (DTM).

			Обзорные карты – Прибрежный район. Масштаб 1:20000 – Обзорные карты фьорда Ура губа. Карта с тремя панелями: батиметрическая карта с изобатами, теневое (DTM) и градиентное изображение поверхности дна.

		Планшетные карты – Коридоры трасс. Масштаб 1:10000 – Планшетные карты по трем вариантам трассы с изображенными: батиметрической картой с изобатами, теневым (DTM) изображением поверхности дна и продольным вертикальным профилем с/без сейсмограмм:

		Основной вариант трассы			62 карты;

		Альтернативный вариант трассы		62 карты;

		Участок перехода от альтернативного к основному варианту трассы	     8 карт.

		Полученные данные послужили основой для выбора трассы, вдоль которой в 2007 году были выполнены изыскания в объеме 2537 км.

		На площади строительства ПДК, в 2007 году были выполнены геофизические изыскания по двум различным методикам:

		НИС «Академик Страхов». В июле-августе были выполнены площадные работы (площадь 20 х 16 км, шаг между профилями 200 м), в объеме 1700 км. В состав работ входили – многолучевое эхолотирование, низкочастотное сейсмоакустическое профилирование с электроискровым излучателем «спаркер», двумя пъезокерамическими chirp - излучателями c различными диапазонами частот. Была достигнута глубина освещения геологического разреза до 150 метров, выявлен и оконтурен «газовый карман» в районе строительства платформы № 1, выявлены признаки неотектонических процессов. Построены карты масштаба 1:25000.

		НИС «Академик Голицын». В августе – ноябре выполнялись работы по двум детальным площадкам (№ 1 – 5 х 5 км и № 2 – 5 х 4 км, шаг между профилями 50 метров) и трассе трубопровода ШГКМ - Видяево. В состав работ входили – многолучевое эхолотирование, высокочастотное сейсмоакустическое профилирование с глубоко буксируемого аппарата, гидролокация бокового обзора, магнитометрия. Были обнаружены конусообразные углубления в дне (Pockmark), многочисленные объекты на дне (вероятно валуны). Построены карты масштаба 1:5000, 1:10000.

ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ РАЙОНА РАБОТ



Акватория Штокмановского ГКМ



Гидрометеорологические условия.

		Гидрометеорологические условия на акватории Штокмановского ГКМ представлены в таблице 5.1.



Таблица 5.1

Исходные гидрометеорологические данные на площади Штокмановского ГКМ

Параметр 

                        Величина 

1

                                  2

Метеорологические условия

Температура воздуха, °С: 

-абс. максимум 

-абс. минимум 



+24

-25

Средняя температура самой холодной пятидневки, °С 

-16.-18

Скорость ветра, м/с, (10 м над поверхностью моря), возможная 1 раз в100 лет, с осреднением за:

10 мин

2 мин

2 сек(в порывах) 

35,9

39,0

46,8

Видимость, количество дней с туманами в месяц: 

-максимум 

-минимум 



19

1

Осадки, максимум

60 мм (декабрь, январь)

Высота снежного покрова, мин./ср./макс., см

30/35/46

Продолжительность навигационного периода (дни): 

-максимальная 

-средняя 

-минимальная 



365

297

201

Обледенение: Толщина гололеда, отложившегося на сооружении при морском брызговом обледенении, мм: 

-средняя 

-максимальная 





69,3 (декабрь-март)

92,4 (ноябрь-апрель)



Гидрологические условия 

Температура воды (°С) 

мин/макс.

-на поверхности

 -у дна  





-1,7/8,2

-1,7/0,88

Максимальное изменение уровня моря относительно среднего, возможное 1 раз в100 лет:

 -повышение (м)

 -понижение (м) 





1,03

-1,35

Волнение, расчетные параметры ветрового волнения повторяемостью 1 раз в100 лет: 



• высота волны, возможной один раз в100 лет, м:

 - 0,1% обеспеченности

 - 1% обеспеченности

 - 13% обеспеченности

 -средней 

 26,1

 21,4

 14,5

 9,0 



• период волны, возможной один раз в100 лет, с:

 - 0,1% обеспеченности

 - 1% обеспеченности

 - 13% обеспеченности

 - средней 

17,6

17,3

16,1

15,3



• длина волны, возможной один раз в100 лет, м:

- 0,1% обеспеченности

- 1% обеспеченности

- 13% обеспеченности

- средней 

483

466

403

365



		

		Район Штокмановского ГКМ находится в непосредственной близости от арктического фронта. Вследствие этого метеорологический режим в районе крайне неустойчив во времени, и погодные параметры характеризуются большой изменчивостью, обусловленной сменой вариантов адвекции воздушных масс с различными температурными свойствами: холодных воздушных масс из Арктики и Азиатского материка (зимой) и теплых – с Атлантического океана и тропических районов. На акватории непосредственно Штокмановского ГКМ ледообразование не происходит из-за интенсивного конвективного перемешивания вод. Ледяной покров, который формируется не каждый год, образуется за счет поступления дрейфующего льда, в основном, из северных и восточных частей Баренцева моря. При этом район ШГКМ оказывается в прикромочной зоне. В большинстве случаев ледяной покров представлен однолетним льдом: ровным и торосистым. Встречаются айсберги. 

		Вплоть до 2003 г. на акватории месторождения двухлетний лед не наблюдался, однако экспедиция 2003 г. выявила факт аномального вторжения в северную и центральную части Баренцева моря мощных двухлетних льдов карского происхождения. В непосредственной близости от района ШГКМ толщина этих льдов составляла 160-270 см. В этом же году было отмечено большое скопление айсбергов на прилегающей акватории.

		

Геоморфологические условия

		Глубина моря на площади месторождения варьирует в пределах 307-350 м: 307 м у южной границы, 315 м - в восточной части, 350 м в юго-восточном и северо-западном углах площади. Основная часть донной поверхности - субгоризонтальная с глубинами 320-330 м. В центральной и восточной части площади развиты повышенные участки дна с глубинами 315-320 м, с трех сторон они окружены более низкими участками с глубинами порядка 330 м.

		Уклон на склонах мезоформ составляет 2-3о, изредка до 5о. Особенно выделяются в рельефе узкие протяженные ложбины шириной 150-200 м и длиной 2-3 км. В плане ложбины имеют прямолинейную или сложно-изогнутую форму, U-образное симметричное сечение и глубину от первых метров до 10-15 м. Уклоны на бортах ложбин колеблются от 1о до 15о. В простирании ложбин преобладают два направления: юго-запад - северо-восток и северо-запад - юго-восток. Более широко развиты отрицательные формы рельефа в южной части площади съемки, вследствие чего рельеф южной части более расчленен по сравнению с рельефом центральной и северной частей. В целом рельеф дна на месторождении мелкобугристый.

		

Сравнение результатов съемки рельефа дна.

В рамках объекта «Дополнительные инженерно-геологические изыскания площадки строительства нефтегазопромысловых сооружений и трассы продуктопровода Штокмановское ГКМ - п-ов Териберка» (1991-1992гг.), в составе комплексных исследований была выполнена детальная съёмка рельефа дна вдоль проектируемых трасс трубопровода по основной и резервной ниткам.

Представленные в данном отчете материалы исследований выполненных ОАО «АМИГЭ» в 2007 году в рамках объекта: «Рекогносцировочные геофизические и промерные работы вдоль трассы «Губа Опасова – Штокмановское ГКМ», характеризуют проектируемую трассу трубопровода вдоль резервной нитки.

На рисунке 5.2 приведены данные промерных работ 1991-1992гг. и 2007г. В результате сравнения данных разных лет нами не выявлено существенных различий в измеренных глубинах моря вдоль центральной линии профиля. 

Незначительные отличия связаны с тем, что для построения профиля дна по работам 1991-1992гг. глубины моря снимались с батиметрических планшетов вручную с помощью дигитайзера, при этом снималась точка пересечения линии проектируемого трубопровода с изобатой, а для построения профиля 2007 года использовались непосредственно данные центрального луча эхолота, которых существенно больше. Несмотря на это, отличия данных промера разных лет не превышают указанной в требованиях Технического Задания величины допустимой погрешности измерений 0,5%. Такие же выводы напрашиваются и для мелководной части (район входа в губу Опасова).

Исходя из этого, можно сделать следующие выводы: 

- за прошедшие более чем 15 лет, существенных изменений рельефа дна вдоль проектируемой трассы не отмечено;

- применяемая система многолучевого эхолотирования для съемки рельефа дна при проектировании линейных сооружений является методически наиболее обоснованной и высокоточной, что позволяет вести мониторинг донной поверхности на всех стадиях проектирования и строительства сооружений.





ВИДЫ РАБОТ



Состав работ



Поставленные задачи будут решаться комплексом методов в составе:

Навигационное обеспечение, в т.ч. позиционирование с использованием ультракороткобазисной гидроакустической системы подводной навигации;

Многолучевое эхолотирование;

Сейсмоакустическое профилирование;

Гидролокация бокового обзора (с опцией батиметрии и без нее);

Магнитометрическая съемка.



Методика геофизических изысканий



Схема изысканий

Схема производства работ представлена на рисунке 6.1.

Данные МЛЭ будут регистрироваться на жестком диске компьютера сбора данных в форматах SPL (Fugro) и XTF. Оператор будет производить контроль качества входящих данных МЛЭ и периферийных устройств: гирокомпасов, датчиков движения и систем позиционирования.

Для учета скорости звука в воде и рефракции при обработке данных многолучевого эхолота, дважды будут  производиться измерения скорости звука. Такой интервал основан опытом работ 2006 – 2007 годов, когда наблюдения подтвердили предположение, что профиль скорости звука изменяется с периодом 12 часов.

Сейсмоакустический профилограф и гидролокатор бокового обзора смонтированы в едином теле. На грузонесущем бронированном кабеле оно буксируется на расстоянии до 1200 – 1400 метров от судна. На расстоянии 20 – 30 метров от системы буксируется магнитометр.

Гидролокация бокового обзора

Требуемая высота буксировки, в первую очередь определяется полосой обзора гидролокатора бокового обзора. Задачей гидролокации бокового обзора (ГЛБО) является выявление потенциально опасных объектов на морском дне. Установленные на буксируемом теле антенны с заданным интервалом (определяемым полосой обзора), излучают акустические импульсы. Сразу после излучения начинается прием отраженных сигналов. Прием продолжается до тех пор, пока не будет излучен следующий импульс. Затем циклы повторяются.

Возвращенный эхосигнал от узкой полосы морского дна, перпендикулярной курсу перемещения носителя антенн, записывается в цифровом виде. Такая запись представляет интенсивность обратного рассеивания сигнала – амплитуду эхосигнала в функции времени. На локационном изображении регистрируются зоны с сильными и слабыми интенсивностями эхосигналов. Совокупность трасс эхосигналов формирует акустическое изображение поверхности дна – сонограмму.

Установленный в буксируемом теле гидролокатор C3D сочетает не только получение  высокоразрешающего гидролокационного изображения, но и батиметрических данных в широкой полосе обзора.

Очевидно, что вероятность выявления цели зависит от количества отражений от нее. Принято, что цель может быть выявлена не менее чем 3 отражениями от нее. Интервал между посылками по дистанции прямо пропорционален скорости буксировки и полосе обзора. 

Для полосы обзора 200 метров временной интервал между посылками будет равен 0.266 секунды. При скорости буксировки 4 узла (2.05 м/сек), интервал по дистанции составит 0.55 метра. С учетом ширины диаграммы направленности, полосы обзора шириной 200м, со 100 % перекрытием будут выявлены цели размерами 1.2 - 1.5 метра.

На рисунке 6.1 представлен график вероятности выявления донных объектов (предел разрешающей способности), в зависимости от полосы обзора и скорости буксировки гидролокатора бокового обзора.





Рисунок 6.1 Вероятность выявления объектов гидролокатором бокового обзора



		Для надежного выявления целей на морском дне высота буксировки должна быть в пределах 10-20% от наклонной дальности. В свою очередь, чем меньше наклонная дальность (полоса обзора) гидролокатора, тем выше детальность исследований. При принятой полосе обзора 175 - 200 метров, необходимая высота буксировки над дном составит 20 - 30 метров. При наклонной дальности обзора гидролокатора 175 - 200 метров и расстоянии между профилями 100 метров будет обеспечено 100% перекрытие при работе на площади и полосе прокладки трубопроводов.

Изыскания  будут проводиться при непрерывном движении судна со скоростью 3.5 – 4.5 узлов. Задача поддержания необходимой высоты буксировки «рыбы» над дном (20 – 30 метров) будет решаться изменением длины вытравленного кабеля, с помощью пульта дистанционного управления лебедкой. Длина вытравленного кабеля составит около 3.5 – 4 глубин моря (для скорости буксировки 3.5 – 4.5 узлов), и достигнет  1200 - 1400 метров. Очевидно, что при резких перепадах глубин дна, вероятность касания грунта и повреждения буксируемого тела весьма велика. Для уменьшения вероятности аварийных ситуаций рабочее место оператора будет оснащено монитором, отображающим, с помощью специальной программы, положение буксируемого тела в пространстве  на фоне цифровой батиметрической модели дна (полученной на рекогносцировочном этапе работ), так как это показано на рисунке 6.2.





Рисунок 6.2 Окно контроля положения буксируемого тела



Эта информация позволит оператору предвидеть резкие изменения рельефа дна и своевременно предпринимать меры для исключения аварийной ситуации.

Прибрежные участки будут отрабатываться с использованием катеров. Полоса обзора 50 – 100 метров, расстояние между профилями 15 - 20 метров.

Для работ будет использоваться малогабаритный гидролокатор «С-MAX». Дополнительно, непосредственно вблизи берега, будут отработаны по 2 профиля вдоль береговой линии. 



Магнитометрия

Основной задачей магнитометрии является идентификация и нанесение на карту потенциальных геологических и техногенных опасностей, геотехнических явлений которые могут повлиять на проектирование, прокладку и эксплуатацию трубопровода и морских нефтегазопромысловых сооружений.

В процессе выполнения магнитометрических наблюдений будут применяться высокочувствительные морские магнитометры SeaSPY и Magis.

Магнитометры будут буксироваться за подводным геофизическим комплексом C3D на расстоянии от 10 м до 30 м от него с помощью кевларового кабеля.



Навигационное обеспечение промера дна и геофизических работ

		Координирование судна будет осуществляться на основе определений места с дискретностью 1 секунда по радиосигналам стандартной точности на частотных диапазонах L1 и L2 спутниковой навигационной системы «Navstar». Для этого будут использованы специализированные 12-ти канальные 2-х частотные фазовые навигационные приемники «Starfix HP/XP». Одновременно с приёмом спутниковых радиосигналов системы «Navstar» в специализированные навигационные приёмники будет поступать высокоточный сигнал дифференциальной коррекции от ККС «Нарьян-Мар» РДПС «Starfix», через геостационарный спутник «EA-sat». Минимальный угол возвышения геостационарного спутника «EA-sat» по результатам предшествующих работ составил 7˚, что обеспечило устойчивый приём сигнала. Цифровая регистрация поступающей навигационной информации будет выполняться с дискретностью 1 раз в секунду на основном компьютере сбора информации (формат NMEA-0183). Для этой цели будет использован промышленный компьютер «Advantech» с программным обеспечением «Starfix Suite». Ожидаемая точность позиционирования изыскательского судна – не хуже ±0.5 м.

		Навигационная привязка буксируемого тела будет осуществляться с использованием ультракороткобазисной системы гидроакустической навигации. Маяк-ответчик будет крепиться к несущему кабелю, в непосредственной близости от буксируемого тела.

		Применяемые системы ультракороткобазисной подводной навигации в комплексе с периферийным оборудованием, обеспечат точность привязки буксируемых устройств, при низком уровне естественных шумов, не хуже 1% от наклонной дальности. Для максимальных рабочих глубин 350 м, при наклонной дальности 1000 м это составит 10 м. Данные позиции геофизических устройств будут в реальном времени передаваться и регистрироваться на системы сбора геофизических данных.

Для геодезической привязки буксируемых устройств в прибрежной зоне, (в зоне неэффективного использования УКБС) будут использоваться модели переменных офсетов. В модели офсетов вводятся:

Значения длины вытравленного кабеля;

Превышение точки буксировки над буксируемым устройством;

Значения курса судна;

Значения путевого угла судна;

Процентное соотношение (модель) влияния курса и путевого угла на снос устройства;

Коэффициент провиса кабеля.

По значениям длины вытравленного кабеля и превышению вычисляется горизонтальное проложение длины кабеля. По значениям, курса, путевого угла и модели сноса вычисляется курсовой угол на устройство.

Для устройств, буксируемых по поверхности, применяется практика соотношения влияния курса и путевого угла как 50% / 50%. Это означает, что курсовой угол на устройство находится как биссектриса угла между линией курса и линией пути судна.

Для устройств, буксируемых на глубине, практикуется соотношение курс / путевой угол как 10% / 90%. Также применяется коэффициент провиса кабеля 0.05.



Батиметрическая съемка рельефа дна

Батиметрическая съемка рельефа дна на площади ШГКМ и вдоль морской части трубопровода будет выполняться при помощи многолучевого эхолота Reson SeaBat 8111. Ширина полосы покрытия для различных глубин приведены в таблице 6.1.



Таблица 6.1

Ширина полосы покрытия МЛЭ, в зависимости от глубины.

Глубина, м

Полоса покрытия, м

100

700

200

1500

300

2200

350

2600



При глубинах менее 100 м для обеспечения заданного перекрытия плотность галсов может быть увеличена. 

Эхолот будет установлен на специальной штанге. 

Совместно с многолучевым эхолотом планируется использовать батиметрические данные буксируемого комплексного интерферометра – ГБО – профилографа. Достоинством этого метода батиметрической съемки по сравнению с многолучевым эхолотом является высокая плотность данных в пределах полосы озвучания ГБО, недостатком – более низкая точность позиции. Имеется алгоритм, позволяющий по характерным формам рельефа уточнять позиции глубин интерферометра. Таким образом, будет повышаться детальность общей батиметрической съемки.

В прибрежной зоне батиметрическая съемка будет производиться с мелкосидящего судна до минимальных глубин, обусловленных безопасным подходом к берегу. В прибойной зоне съемка будет выполняться в периоды полной воды для максимально близкого подхода к берегу. Съемка будет выполняться при помощи многолучевого эхолота Reson SeaBat 8125. Междугалсовое расстояние будет выбираться из расчета диапазона глубин и заданного перекрытия полос съемки и будет составлять 10-100 м. В случае разрыва съемок морской и береговой частей может понадобиться съемка с лодки однолучевым эхолотом. Ширина полосы покрытия для диапазонов глубин показана в таблице 6.2.



Таблица 6.2

Ширина полосы покрытия МЛЭ, в зависимости от глубины.

Глубина, м

Полоса покрытия, м

5

16

10

35

20

70

50

170



Уровенные наблюдения

Районы работ располагаются от губы Опасова до ШГКМ. Эта акватория характеризуется полусуточными приливами. Максимальная величина прилива ~ 5 метров, наблюдается у побережья. По направлению к полюсу происходит постепенное уменьшение величины прилива и в районе ШГКМ эта величина составляет ~ 0.8 метров. 

	В соответствие с ПГС-4, части 1, статьи 1.15 измеренные глубины до 200 метров включительно исправляются поправками за колебания уровня, если средние величины изменений уровня в районе съёмки под влиянием приливных и сгонно-нагонных колебаний превышают 1% от глубины. Глубины, превышающие 200 метров, поправками за колебания уровня не исправляются. Предполагаемая дальность действия одиночного уровенного поста, расположенного в бухте Опасова, составляет ~ 80 километров (при заданной погрешности поправок за колебания уровня моря в 5 см.) Дальность действия уровенного поста рассчитана по гармоническим постоянным 4-х (четырёх) основных волн прилива M2, S2, K1 и О1. 

Дальность действия этого же поста (при заданной погрешности поправок за колебания уровня моря в 10 см.) составит 160 км. А при заданной погрешности поправок за колебания уровня моря в 15 сантиметров дальность действия будет 240 км. Таким образом, разбив дальность действия уровенного поста на 3-и точностные зоны (в 5, 10 и в 15 сантиметров) получаем получаем погрешность исправления глубин равную 0.15 %, 0.12 % и 0.1 % от минимальной измеренной глубины.

Таким образом, для обеспечения достоверными поправками за колебания уровня моря достаточно 1 (одного) уровенного поста, устанавливаемого в губе Опасова.

Работы будут состоять из следующих этапов:

		Установки временного уровенного поста

		Привязки «0» поста к выбранным реперам

		Регистрации колебания уровня моря

		Гармонического анализа серии наблюдений

		Расчёта поправок за колебания уровня моря

		Расчёта дальности действия уровенного поста

На посту будут установлены 2 (два) мареографа «Valeport 740» и ГМУ-2. Место установки поста будет выбрано таким образом, чтобы регистраторы мареографов были бы защищены от осыхания, волнения и заносимости, а колебания уровня моря были свободны от местных искажений. До и после окончания работ «0» поста будет связан геометрическим нивелированием 4 класса (в прямом и обратном направлениях) с реперами объекта 10.03.0293; линии L21.1.97. Датчики мареографов (регистраторы уровня моря) будут расположены на одном уровне. Регистрация уровня моря будет осуществляться автоматически по гринвичскому времени с дискретностью 1 раз в 10 минут с осреднением данных за 1 минуту. Для компенсации поправки за колебания атмосферного давления мареографы будут снабжёны капиллярными кабелями. Перед началом работ мареографы будут синхронизироваться по гринвичскому времени, а также в них будут введены коэффициенты, учитывающие плотность морской воды в районе установки.



Контроль качества и обработка данных гидролокации бокового обзора

Полученные исходные данные, сразу после окончания каждого профиля будут загружаться на сетевой жесткий диск. После прохождения контроля качества будут сохранены на диске регистрирующей системы, внешнем жестком диске, компьютере обработки данных и записываться (по мере накопления) на DVD диски.

После этого, в заголовках трасс будет произведена коррекция навигационных данных, основанная на результатах их обработки. 

Обработка будет производиться в программном пакете SonarWiz.MAP4.

На первом обработки создается проект обработки. Перед импортом данных в текущем проекте выбирается система координат (функция «Add/Edit Coordinate System»), которая определяется техническим заданием. Программа SonarWiz.MAP4 позволяет строить мозаику практически в любой картографической проекции. 

При импорте исходных данных подбирается базовый коэффициент усиления для всего проекта. После этого для каждого профиля устанавливается индивидуальный коэффициент усиления. SonarWiz.Map содержит несколько процедур обработки: АРУ (AGC), коррекция угловой ориентации луча (Beam Angle Correction (BAC)), регулировка усиления заданная пользователем (UGC) и зависимое от времени усиление (TVG). Если применяется несколько усилений, то они применяются в следующем порядке (в порядке убывания): AGC, UGC, BAC, TVG.

Наилучшей результат достигается, если изображение отраженного сигнала отражает мелкомасштабные (локальные) неровности донной поверхности, выходы твердых пород или отдельно находящиеся объекты (глыбы, валуны, антропогенные объекты).

После проведения процедур обработки направленных на улучшение качества изображения, для устранения геометрических искажений, производится коррекция наклонной дальности.

После того как устранены все геометрические искажения и каждому элементу (пикселю) массива присвоены свои координаты, производиться монтаж мозаичного изображения площади. Далее изображение конвертируется в растровый формат Geo-TIFF и объединяется в среде AutoCAD с координатной сеткой, изобатами для последующего картирования. Контроль качества полученных данных оценивается по непрерывности и контрасту изображения достигнутого при слиянии отдельных профилей и общей мозаики по совмещению обособленных объект с батиметрической картой.

Обработанное акустическое изображение позволит интерпретатору классифицировать формы рельефа дна (возвышенность, гряда, воронка), одиночные акустические образы (техногенные или геологические) и оценить характер донных осадков по текстуре изображения. SonarWiz.MAP4 включает инструмент, позволяющий выделять акустические объекты. Выделение объектов производиться в подпрограммном блоке «Digitize new features», где содержится графический инструмент для измерения геометрических параметров выделенного объекта. 



Контроль качества и обработка навигационных данных.

В течение всего рабочего периода будет производиться непрерывный контроль качества работы навигационной системы, сбора данных и судовождения. Контролируемые параметры не должны будут выходить за заданные пределы:

Возраст дифференциальной поправки – не более 40 с;

Количество наблюдаемых спутников – не менее 4 с возвышением не менее 10° над горизонтом;

PDOP – не более 4;

Отклонение судна от профиля не более 20 м.

При выходе любого из параметров за заданные пределы профиль будет переделан.

Обработка данных имеет цель создание каталогов координат и глубин по линиям фактического движения геофизических устройств:

Многолучевого эхолота;

Интегрированного буксируемого тела (Профилограф + ГЛБО);

Магнитометр

Обработка будет проводиться в ПО Starfix Suite 7.2 по следующим процедурам:

Импорт данных;

Контроль качества;

Интерполяция глубин с цифровой модели рельефа на линию фактического движения устройства;

Экспорт каталогов в текстовый формат.



 Контроль качества и обработка промера дна.

В течение рабочего периода будет производиться непрерывный контроль качества работы многолучевого эхолота, периферийных устройств и сбора данных. Оператор будет контролировать и оптимизировать следующие параметры:

Диапазон измерения;

Мощность излучения;

Длину импульса;

Значения фильтров.

При обработке данных будут применяться следующие процедуры:

Введение необходимых поправок в данные периферийных устройств;

Вычисление позиций измеренных глубин с учетом движения и качки судна;

Введение поправок за скорость звука в воде;

Введение поправок за колебания уровня моря (частично);

Фильтрация и отбраковка некачественных измерений;

Проверка корреляции и перекрытия полосы глубин с соседними полосами;

Построение цифровой модели рельефа;

Контроль качества выполненной съемки.

Характер прилива в районе работ – правильный полусуточный. 

Для учета скорости звука в воде и рефракции при обработке данных многолучевого эхолота, 2 раза в сутки будут производиться измерения скорости звука. Регулярные измерения скорости звука - необходимое условие получения кондиционных батиметрических данных и поэтому эта процедура является неотъемлемой частью геофизических работ в целом. 

Построенные и проверенные цифровые модели рельефа будут использоваться для вычисления профиля морского дна по линиям движения геофизических устройств. Данные глубин вводятся в проекты обработки сейсмоакустического профилирования.

АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ



Судно



Для работ будет мобилизовано научно-исследовательское судно «Академик Голицын».

Судно принадлежит ООО «Газфлот», дочернему предприятию ОАО «Газпром».

Основные характеристики судна приведены в таблице 7.1



Таблица 7.1 

Основные характеристики НИС «Академик Голицын»

Длина наибольшая, м



71,6

Ширина наибольшая, м



12,8

Высота борта, м



6,45

Осадка, м



4,5

Водоизмещение в полном грузу, т	



2195

Скорость хода, узлов



12

Мощность гребных электродвигателей, кВт



2x1560

Экипаж и научные сотрудники, чел.



62

Запасы пресной воды, т



150

Автономность, суток (по запасам пресной воды)*



21 

Класс Российского Морского Регистра судоходства 



КМ * УЛ 1 А2

		* Конструктивным недостатком судна является перекрытие контура охлаждения главного двигателя и трубопроводов опреснителя. В связи с опасностью попадания антифриза в трубопроводы пресной воды, эксплуатация опреснителя запрещена. В соответствие с санитарными правилами для морских судов, минимальная норма потребления пресной воды составляет 150 литров в сутки на человека. Для экипажа в количестве 48 человек (27+21), автономность, по запасам пресной воды, составит 20.8 суток.

		Судно оснащено системой динамического позиционирования Kongsberg Simrad SDP 21.

		

Геофизическая аппаратура и оборудование.



Список оборудования для проведения детальных геофизических изысканий



Оборудование

Основное

Запасное

Примечание

Морская часть (глубокая вода)

Навигационно-гидрографическое оборудование

Навигационная система  «Starfix XP/HP DGPS» 

1

1



Гирокомпас «Meridian Surveyor» 

1





Гирокомпас Anschutz Standard-20



1

«Академик Голицын»

ИНС «iXSEA Octans III»

1



Для установки на «Benthos C3D+SBP» 

Датчик перемещений «TSS DMS 3-05»

1





Многолучевой эхолот «Reson SeaBat 8111» 

1

1



Эхолот однолучевой Simrad EA-500

1



«Академик Голицын»

Эхолот однолучевой «Odom EchoTrack MK III»



1



Измеритель скорости звука «Valeport Midas SVP»

1

1



Измеритель скорости звука «Reson SVP-20» 



1



Гидроакустическая система позиционирования «iXSEA GAPS»



1



Гидроакустическая система позиционирования «Kongsberg Simrad HiPAP»

1



 «Академик Голицын»

Плоттер А0 «HP 800»

1

1



Измеритель уровня моря ГМУ - 2

2





Геофизическое оборудование

	Интегрированная система «Benthos C3D+SBP»

1





	Бронированный коаксиальный кабель 1.5 км

1





Интегрированная система «Benthos SIS 1625»



1



Бронированный коаксиальный кабель 2 км



1



Магнитометр «iXSEA Magis»

1





Магнитометр «Sea SPY» 



1



Термопринтер «TDU-850»

1

1



Термопринтер «EPS 1086-NT»

1

1



Лебедка электрогидравлическая «DT1020 EHL WR». 

1

1



Cистема профилирования Chirp II



2



Гидролокатор бокового обзора Benthos SIS 1624



1



Регистрирующая система сейсмоакустического профилирования «Chesapeake SonarWiz»

1





Источник импульсного сигнала (накопитель энергии) «Applied Acoustic AA200 CSP 2200»

1





Электроискровой излучатель «Applied Acoustic AA200 Squid 2000»:

Катамаран с кластерами,

Кабель высоковольтный



1



20-элементный гидрофон с кабелем «Applied Acoustic AA200 AH150/20»

1





8-элементный гидрофон с кабелем «Applied Acoustic AA200 AH360/8»

1





Катамаран для буксировки приемоизлучающей системы «спаркер»

1



Изготовлен в ООО «Питергаз»

Низкочастотный  электроискровой излучатель, 37-электродный

1

1

Изготовлен в ООО «Питергаз»

Прибрежная часть (море – берег)

Навигационно-гидрографическое оборудование для прибрежных работ

Навигационная система

«Starfix XP/HP DGPS» 

1

1



Гирокомпас «Meridian Surveyor» 

1





Система курсоуказания  «Vector Sensor» 

1









Датчик перемещений TSS DMS3-05 



1





Многолучевой эхолот Reson SeaBat 8125 

1





Эхолот однолучевой Odom EchoTrack MK III

1





Измеритель скорости звука Reson SVP-20 

1





Гидроакустическая система 

позиционирования iXSEA MIPS

1





Геофизическое оборудование для прибрежных работ

Регистрирующая система сейсмоакустического профилирования «Chesapeake SonarWiz»

1





Портативный источник импульсного сигнала (накопитель энергии) «Applied Acoustic AA200 CSP 300»

1





Электродинамический излучатель «Applied Acoustic AA200»:

Катамаран с платой излучателя,

Кабель высоковольтный

1





8-элементный гидрофон с кабелем «Applied Acoustic AA200 AH360/8»

1





Электроискровой излучатель «Applied Acoustic AAE Squid 500»:

Катамаран с кластерами,

Кабель высоковольтный

1





Гидролокатор бокового обзора «C-MAX CM2»

1





Портативная электрическая лебедка CM2-300

1





Бронированный коаксиальный кабель, 300 м 

1





Cистема профилирования Chirp II

1

1







Специализированные программы для сбора и обработки данных

Наименование

Назначение

Starfix Suite 9.1

Сбор и контроль качества навигационных и гидрографических данных. Визуализация и контроль качества работ.

Starfix. Proc 

Обработка и контроль качества навигационной и гидрографической информации. Подготовка данных к картопостроению. Экспорт данных для геофизической обработки

Bentley MicroStation

Подготовка картографических планшетов, сеток и объектов, подготовленных в ПО Starfix.

CARIS HIPS SIPS 6.1

Обработка гидрографических данных МЛЭ и интерферометров.

REFORMA

Оптимизация данных интерферометра по данным МЛЭ

Starfix Suite 7.2

Сбора данных многолучевого эхолота

Starfix Suite 7.2

Обработка данных многолучевого эхолота

SonarWIZ.SPB

Сбор данных спаркера, бумера

SonarWiz.SBP 

Сбор данных  профилографа Benthos C3D

CAATI + ISIS

Сбор данных ГЛБО – интерферометра Benthos C3D, магнитометра

RadExPro+

Контроль качества и обработка сейсмоакустических данных

SonarWiz.MAP 4.02.0194

Обработка данных интенсивности многолучевого эхолота

SonarWiz.MAP 4.03

Обработка данных гидролокации бокового обзора 

Hypack MAX 6.2a

Редакция и экспорт данных интерферометра «Benthos C3D»

Delph Mag

Обработка данных магнитометра

Kingdom 8.2

Интерпретация сейсмоакустических данных

Fledermaus 6.2

Создание и анализ 3-х мерных поверхностей

AutoCAD

Оперативная картография и контроль качества работ. Отчетная картография.



Персонал для морских работ

№

Должность

Функциональные обязанности

Кол-во

1.

Начальник партии

Общее руководство работами, контроль ТБ

1

Геофизические системы

2.

Главный инженер-электроник

Контроль работы и обслуживание электронной аппаратуры и геофизических систем сбора.

1

3.

Начальник геофизической группы

Руководство геофизическими работами, спускоподъемными операциями, контроль ТБ, контроль качества и интерпретация

1

4.

Ведущий геофизик

Обработка сейсмоакустических данных, контроль качества, предварительная интерпретация геофизических данных.

2

5.

Геофизик-оператор

Сбор сейсмоакустических данных (профилограф, бумер/спаркер).

2

6.

Ведущий геофизик

Обработка данных гидролокации бокового обзора, контроль качества, предварительная интерпретация, систематизация выявленных целей, выработка рекомендаций по выбору объектов обследования ROV.

2

7.

Геофизик-оператор

Сбор данных гидролокации бокового обзора и магнитометрии.

2

8.

Ведущий геофизик

Обработка магнитометрических данных, контроль качества, предварительная интерпретация, систематизация выявленных аномалий, корреляция с выявленными целями по данным гидролокации, выработка рекомендаций по выбору мест обследования ROV.

1

9.

Инженер

Обслуживание геофизических лебедок

1

Навигационные и гидрографические системы

10.

Начальник навигационно-гидрографического отряда

Руководство работами по навигационной привязке, спускоподъемными операциями, контроль ТБ, контроль обработки навигационных данных.

1

11.

Главный инженер-электроник

Контроль работы и обслуживание электронной аппаратуры и навигационных  систем.

1

12.

Ведущий специалист

Обработка навигационных данных, контроль качества, вынос выявленных целей на планшеты, предварительное построение отчетных карт.

2

13.

Гидрограф

Сбор батиметрических данных многолучевым эхолотом.

2

14.

Ведущий специалист

Обработка батиметрических данных, контроль качества, обеспечение подводной навигации, 

2

15.

Навигатор 

Сбор навигационных данных, прокладка линии движения судна, измерение скорости звука в воде.

2

16.

Ведущий специалист

Интеграция батиметрических, сонарных, сейсмоакустических, магнитометрических данных, подготовка карт.

1

17.

Инженер

Обслуживание спускоподъемного оборудования

(лебедки, А – рамы), участие в спускоподъемных операциях)

1

Всего:

25



Персонал для работ в прибрежной зоне

№

Должность

Функциональные обязанности

Кол-во

1.

Начальник партии

Общее руководство работами, контроль ТБ, контроль качества.

1

2.

Главный инженер-электроник

Контроль работы электронной аппаратуры и систем сбора.

1

3.

Ведущий геофизик

Обработка сейсмоакустических данных, контроль качества.

1

4.

Ведущий геофизик

Обработка данных гидролокации бокового обзора, контроль качества.

1

5.

Геофизик-оператор

Сбор данных ГЛБО и сейсмоакустики. 

2

7.

Начальник навигационно-гидрографического отряда

Руководство работами по навигационной привязке, обработка навигационных данных.

1

8.

Навигатор 

Сбор навигационных и батиметрических данных, прокладка линии движения судна.

2

9.

Ведущий специалист

Обработка батиметрических данных, контроль качества.

1

Всего:

10

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ и ОБЪЕМЫ



Расчет производительности геофизических изысканий



Последовательность выполнения работ

Ниже приводиться расчет производительности для идеальных условий: хорошая погода, безупречная работа аппаратуры и оборудования, прямолинейность профиля.

Состав работ:

Многолучевое эхолотирование,

Сейсмоакустическое профилирование,

Гидролокация бокового обзора,

Магнитометрия.

Общие условия:

Глубина моря 320 – 350 м;

Скорость буксировки 3.5 – 4.5 узла. Зависит от глубины моря (в первую очередь), направления течений, погодных условий, необходимой высоты буксировки над дном, длины вытравленного кабеля, работы оборудования;

Регулярные измерения скорости звука в воде (2 раза в сутки).

Перед началом работ и после перерыва вызванного ухудшением погодных условий производиться развертывание многолучевого эхолота и системы USBL (установка несущих кронштейнов и обтяжка тросов) и их калибровка.

В состав работ на профилях входят:

Заход на профиль. Расстояние от начала профиля 3-4 км. На заходе производиться вытравливание буксировочного кабеля (1200 - 1400 м), стабилизация скорости движения судна, стабилизация высоты буксировки (20 – 30 м от дна) гондолы с аппаратурой. 

Работа на профиле со средней скоростью 4 узла. 

Переход с профиля на профиль. Порядок следующий: 

Курс движения сохраняется.

Кабель-трос выбирается до длины 300 – 350 м, с целью предотвращения посадки буксируемого тела на грунт, при развороте.

Судно поворачивает на галс следующего профиля так чтобы быть на требуемом курсе за 2-2.5 км до начала профиля.

Такое расстояние необходимо для:

		 погашения инерции судна (достижения и стабилизации рабочей скорости);

		 выхода в коридор профиля и удержания буксируемого тела в нем (обычно, линия движения судна и буксируемого тела расходятся до нескольких десятков метров в плане, как это показано на рис.8.1.).



Рисунок 8.1 Буксировка подводного аппарата в коридоре изысканий



После стабилизации скорости кабель-трос вытравливается до длины, на которой буксируемое тело удерживается на требуемой высоте над дном (20 метров). Как правило, для ШГКМ это 1200 – 1400 метров. Глубина буксировки, для скорости 4 узла, составляет примерно 1/4 от длины вытравленного кабеля.

Измерение скорости звука, последовательность действий:

Кабель наматывается полностью, с ручным управлением кабелеукладчика.

Оборудование поднимается на борт.

Заменяется маяк-ответчик гидроакустической системы навигации.

Судно ложится в дрейф в требуемой точке.

Определяется направление дрейфа.

Судно устанавливается в нужное положение.

Измеряется скорость звука в воде.

Данные проверяются.

Судно выходит на курс профиля за 3-4 км, до его начала.

Производиться вытравливание буксировочного кабеля (1200 - 1400 м), стабилизация скорости движения судна, стабилизация высоты буксировки (20 – 30 м от дна) гондолы с аппаратурой.

Мешающие факторы:

Плохие погодные условия сильно затрудняют буксировку гондолы в требуемом (± 10 м) коридоре, ухудшают работу кабелеукладчика (что требует больших затрат времени на переходе между профилями из-за необходимости перемотки витков кабеля, с управлением кабелеукладчика вручную). 

В случае криволинейного профиля осложняется удержание буксируемого тела в коридоре.

Затраты времени на отработку профилей складываются из следующих факторов:

Движение по профилю 4 узла, или 7.4 км/час.

Переход с профиля на профиль 0.9 – 1.1, в среднем 1 час.

Измерение скорости звука в воде 2 часа на одно измерение.

На рисунке 8.2 показана схема отработки малой по размеру площадки. 


Рисунок 8.2 Схема отработки детальной площадки



Очевидно, что чем меньше длина профиля, тем ниже производительность работ. Это происходит за счет увеличения доли затрат времени на циркуляции с профиля на профиль. На рисунке 8.3 показан рассчитанный график зависимости возможной производительности работ (в сутки) от длины профилей, с учетом перечисленных выше факторов.

Синяя линия на графике это теоретическая, максимально возможная, суточная производительность, при идеальных погодных условиях, и условия что проведены все подготовительные операции. Реально, при ухудшении погоды, удлиняется время захода на профиль, увеличивается количество выходов буксируемого тела за пределы коридора изысканий (что требует повторной отработки таких участков). При криволинейном профиле на месте его изгиба, как правило, также невозможно удержать буксируемое тело в коридоре изысканий, даже при хорошей погоде. Следует учесть подготовительные операции, такие как разворачивание многолучевого эхолота и системы USBL, калибровки, первый заход на участке. Процедуры производятся после каждого захода в порт, и после шторма. Это увеличивает затраты времени до 20 % от средних затрат времени.

Реально достижимая, средняя производительность показана красной линией.



Объемы работ и затраты времени для изысканий

8.1.2.1	Площадь ШГКМ

Конфигурация площади работ ШГКМ представляет собой многоугольник, охватывающий все сооружения ПДК.

На рисунке 8.4 представлена схема профилей на ШГКМ.

Расстояние между рядовыми профилями – 100 метров.

Расстояние между секущими профилями – 500 метров.

Площадь отрабатывается отдельными блоками (площадками).



Таблица 8.1 

Объемы работ, производительность и затраты времени для геофизических изысканий на площади ШГКМ

Профили

Средняя

длина профиля

Количество профилей

Объем (км)

Производительность

(км/сутки)

Затраты времени (сутки)

рядовой

18.4

87

1600.8

84.4

19.0

рядовой

9.1

41

373.1

65.3

5.7

Всего, рядовые профили

128

1973.9

Средняя 

79.9

24.7

секущий

8.6

19

163.4

63.6

2.6

секущий

12.7

18

228.6

74.8

3.1

Всего, секущие профили:

37

392

Средняя

68.8

5.7

Итого:

165

2365.9

Средняя 

77.8 

30.4


Таблица 8.2 

Календарный план работ на ШГКМ и по трассе трубопровода, с учетом погодных условий (без учета перехода из порта приписки и обратно) 

Вид работ MBES+Chirp+ SSS+ Magnetometer



Период



месяц

дата

Мобилизация

май

17-21

Работы

май

12 - 29

Бункеровка

май - июнь

31 - 02

Работы

июнь

04 - 22

Бункеровка

июнь

24-26

Работы

июнь -июль

28 -30   1 - 16 

Переход в порт

июль

16 -17

Бункеровка

июль

18 - 20

Переход в р-н работ

июль

21-22

Работы

июль

22 -23

Работы

июль - август

23 -31   1 - 9

Переход в порт

август

9 - 10

Бункеровка

август

11-13

Переход в р-н работ

август

14-15

Работы

август- сент.

15-31   1-2

Переход в порт

сент.

2-3

Бункеровка

сент.

4-6

Переход в р-н работ

сент.

7

Работы

сент.

8-26

Переход в порт

сент.

27

Бункеровка

сент.

28-30

Переход в р-н работ

окт.

1

Работы

окт.

2-3

Всего, трасса:

 

 

Работы

окт.

4-15

Переход в порт

окт.

16

Демобилизация

окт.

17-19

ПЕРЕЧЕНЬ И СОСТАВ ОТЧЕТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, СРОКИ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ



Отчет о мобилизации

		

		После завершения калибровок в районе работ, в течении 3 суток будет подготовлен отчет о мобилизации, который включает:

		список персонала на борту;

		список оборудования, развертываемого на борту;

		поверочные сертификаты оборудования;

		результаты испытаний и калибровки оборудования, расчеты погрешностей;

		результаты проверки судна на соответствие требованиям охраны труда и техники безопасности.

		

Ежедневный отчет

		

		Ежесуточно, в ходе выполнения каждого вида изысканий, в установленное время Заказчику будет представлен краткий отчет содержащий резюме выполненной работы, изменения в ее объеме, задержки и сбои по метеоусловиям и прочие события, отмеченные в течение прошедших 24 часов, а также мероприятия, запланированные на последующие 24 часа. Формат отчета согласовывается с Заказчиком.

		

Итоговая отчетность

Полевой отчет

		После завершения этапов морских работ, в течение одной недели после прихода в порт будут подготовлены полевые отчеты (для ШГКМ и трассы трубопровода раздельно).  В состав отчета входят:

		Журнал ежедневных событий;

		Журналы операторов по видам работ;

		Ежедневные отчеты;

		Объемы выполненных работ и затраты времени;

		Предварительные батиметрические карты с предвычесленными приливами;

		Карты траекторий пути МЛЭ, профилографа (гидролокатора бокового обзора), магнитометра;

		Предварительный каталог выявленных объектов на дне;

		Временные разрезы данных профилографа; 

		Сонограммы данных гидролокатора бокового обзора;

		Описание методики работ и бортовой обработки данных;

		Предварительные выводы о результатах работ.

		

Проект итогового технического отчета

		В течение 1-го месяца после окончания работ Заказчику будет представлен проект итогового технического отчета для ознакомления. В отчете должна быть представлена интерпретация данных, полученных в ходе изысканий. 

Отчет об изысканиях, состоит из двух томов:

Том 1: Результаты изысканий;

Том 2: Технические приложения.

Том 1 состоит из следующих разделов:

Раздел 1 – Введение:

Время производство работ и затраты времени;

 Объемы работ;

Тип судна и использованного оборудования;

Методика работ;

Раздел 2 - Результаты работ:

Обзорная карта района работ, показывающая границы района изысканий;

Батиметрические данные, в том числе средние, максимальные и минимальные уклоны дна;

Результаты интерпретации данных гидролокатора бокового обзора и магнитометра;

Результаты интерпретации сейсмоакустических данных (предполагаемое строение осадков, по сейсмоакустическим данным);

Примеры данных, отображающих типичные характеристики рельефа дна и разреза грунтов;

Том 2: Технические приложения, состоит из следующих разделов:

Раздел 1 – Карты. 

Все карты, кроме обзорной (масштаб 1: 25 000) строятся в масштабе 1 : 5 000 (Формат А0). Для представления в отчете карты трансформируются в формат А3. 


ЗАКЛЮЧЕНИЕ



В заключение несколько слов о значении освоения шельфа для экономики Российской Федерации

Освоение шельфа приведет:

-к увеличению прямых поступлений в бюджет от недропользования;

-притоку инвестиций в реальный сектор экономики;

-наращиванию внутреннего потребления и экспорта;

-росту ВВП;

-снижению импортной зависимости в сфере оборудования и высоких технологий;

-социально-экономическому развитию удаленных регионов Российской Федерации и зон особых геополитических интересов;

-поддержанию занятости населения и созданию новых рабочих мест.



Штокмановское газоконденсатное месторождение