В сентябре 2018 года проект АО «НПП ПТ «Океанос» на тему «Концепции роботизированной подводной сейсморазведки в подледных акваториях» стал лауреатом первой премии конкурса МИНЭНЕРГО России «Арктика и Континентальный шельф 2018». В развитие данной темы мы публиковали информацию наших французских коллег – победителей конкурса инновационных разработок компании Total «Глайдеры для поиска углеводородов». Сегодня предлагаем перевод статьи наших австралийских коллег компании Blue Ocean Monitoring, специализирующихся на использовании подводных глайдеров для океанографии и нефтегазового сектора.
Появившись в 2000-х годах, подводные глайдеры открыли человеку новые возможности для исследования Мирового океана. Сегодня спектр задач, решаемых с помощью глайдеров, продолжает расширяться и помимо океанологии и океанографии затрагивает нефтегазовую отрасль: геологоразведку (поиск природных углеводородных шлейфов) и экологический мониторинг (поиск утечек углеводородов и участие в мероприятиях по ликвидации разливов нефти).
Основным преимуществом подводных глайдеров является возможность исследовать большие акватории беспрерывно находясь под водой в течение нескольких месяцев. Вместо использования движителя, глайдер перемещается в воде за счет изменения плавучести, а управляется в основном за счет изменения центра тяжести. Глайдеры перемещаются по специфической «пилообразной» траектории в диапазоне глубин до 6000 метров. Для передачи данных используется спутниковая или радиосвязь, что также при необходимости позволяет оператору на поверхности вносить корректировки миссии.
Blue Ocean Monitoring (Австралия) – одна из крупнейших океанографических компаний, имеет большой опыт успешного решения задач с помощью подводных глайдеров, среди которых мониторинг подводных шлейфов углеводородов, контроль сброса сточных вод, а также деятельность по ликвидации разливов нефти на австралийском шельфе.
Рамсей Линд, генеральный менеджер Blue Ocean Monitoring говорит, что сегодня компания владеет самым большим в мире флотом подводных глайдеров Slocum производства Teledyne Webb Research. Один глайдер весит порядка 50-60 кг, автономен до 120 дней, имеет различные варианты полезной нагрузки и может быть спущен в воду с любого судна. Глайдер модели Slocum G2 может работать на глубинах до 1000 м и преодолевать расстояния от 4000 до 6000 км, находясь под водой до шести месяцев и перемещаясь со скоростью до 2 узлов (в комплектации со щелочными батареями). В случае использования щелочных аккумуляторов автономность аппарата составляет 30 дней, а преодолеваемое расстояние 600-1500 км. Точность позиционирования обеспечивают доплеровский лаг (DVL) и магнитометры.
Blue Ocean совместно с JASCO Applied Sciences (Канада) используют глайдеры в сейсморазведке, а именно выполняют пассивный гидроакустический мониторинг (PAM) в рамках экологического мониторинга и мониторинга антропогенных изменений водной среды при воздействии сейсмо источников.
Первый PAM-мониторинг компания Blue Ocean провела в рамках сейсморазведочной экспедиции 2016 года на шельфе Западной Австралии. Глайдер был спущен под воду непосредственно в районе проводимых исследований. Продолжительность миссии - 4 дня, рабочие глубины до 200 метров, аппарат проходил в зависимости от течений в среднем 30 км в сутки. В качестве полезной нагрузки были установлены: СТД-зонд (проводимость, температура, глубина) и гидрофоны JASCO, которые записывали акустические сигналы, включая звуки дельфинов и китов-полосатиков на частоте 10 Гц.
В проекте Davaria на шельфе Папуа-Новой Гвинеи глайдеры, оборудованные флуорометрами для определения количества флуоресцентных растворенных органических веществ (наличие «сырой» нефти), использовались для сбора доказательств наличия естественных выходов углеводородов.
В 2017 году компания провела инициативное исследование Yampi Geochemical Glider Survey на предмет обнаружения газовых шлейфов в бассейне Browse Basin на западе Австралии. Для этого были обследованы хорошо изученные газовые шлейфы вблизи нефтегазоносного месторождения Сornea. Продолжительность миссии составила 15 дней, рабочие глубины 200 метров.
фото: Blue Ocean Monitoring
На этот раз для получения более подробной информации об обнаруженных углеводородах были использованы: датчик концентрации метана Franatech, ранее устанавливавшийся только на автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА), датчик содержания кислорода и флуорометр.
Результаты исследований показали концентрацию растворенного метана от 3 до 4 объемов частей на миллион (vpm), а в отдельных шлейфах от 30 до 84 vpm. Самый высокий показатель составил 160 vpm. Полученные данные соответствовали существующим данным государственной геологической организации Австралии Geoscience Australia.
Кроме того, используя флуорометр ученые смогли сделать выводы о наличии в воде более длинных углеводородных цепочек, что помогает понять, биогенное или термогенное происхождение углеводородов.
фото: Blue Ocean Monitoring
В ходе данного проекта были также проверены системы связи и адаптивное управление глайдером. Используя спутниковую связь при всплытии глайдера, операторы в Австралии или США (в зависимости от времени суток) корректировали миссию аппарата для более подробного исследования аномалий и фиксировали ход исследований в режиме, приближенном к реальному времени.
Подтвердив эффективность глайдеров для обнаружения естественных выходов углеводородов, Blue Ocean приняла решение о внедрении концепции применения семейства глайдеров для проведения подобных и более масштабных исследований.
В мае 2018 в Мексиканском заливе США был осуществлен одновременный спуск четырех глайдеров с установленными датчиками PAM-мониторинга, СТД-зондами, флуорометрами, датчиками метана и УКБ-системами Sonardyne. Для определения и контроля местоположения аппаратов использовалась гидроакустическая навигация с ультракороткой базой.
По словам Линда, УКБ-навигация снижает ошибки позиционирования и дает возможность двусторонней связи. «Заглядывая в будущее, мы планируем использовать беспилотные надводные суда, которые будут поддерживать связь с бОльшим количеством глайдеров», - говорит Линд. «Мы также рассматриваем варианты интеграции масс-спектрометров для нахождения следов углеводородов и нескольких гидрофонов для проведения пассивного гидроакустического мониторинга в реальном времени».
Компания уже запускает одиночные глайдеры, оснащенные несколькими гидрофонами, чтобы понять направленность акустических сигналов. Следующим шагом будет использование нескольких аппаратов, оснащенных гидрофонами и УКБ-системами для более широкого охвата исследуемой зоны и возможностью обеспечения большей точности геолокации источника шума. Испытания запланированы на 2019 год.
Также Blue Ocean планирует участие в пилотном проекте по использованию глайдеров для изучения ареала обитания морских млекопитающих в районе строительства морских ветровых электростанций.
Экспериментальная проверка концепции должна состояться в Европе на одной из крупнейших ветровых электростанций. «Объединение PAM-мониторинга и геохимической разведки в единое исследование станет еще одним шагом в понимании экономической эффективности данного метода», - говорит Линд.
Сейчас Blue Ocean работает над интегрированием программного обеспечения для обработки данных в реальном времени. «В ходе PAM-мониторинга аппарат может получать около 375 000 выборок в секунду, - говорит Линд. С помощью нового ПО частичная обработка данных может выполняться на борту глайдера, что, например, позволит в режиме реального времени обнаруживать морских млекопитающих».
Компания также планирует ряд исследований, включая PAM-мониторинг и флуометрию, которые пройдут в Европе в конце этого года.
Новости по теме:
04.10.2018 Hunting Hydrocarbons
03.10.2018 Награждение победителей конкурса проектов по освоению Арктики и континентального шельфа
01.10.2018 Подводная робототехника для освоения шельфа
10.09.2018 Применение подводных глайдеров для геологоразведки
