1. ISTCGCAP
  2. Всі випуски
  3. Випуск 100, 2024
  4. Аналіз деформацій поверхні підземного сховища газу методом PSInSAR на основі даних супутника SENTINEL-1

Аналіз деформацій поверхні підземного сховища газу методом PSInSAR на основі даних супутника SENTINEL-1

ISTCGCAP.
2024;
Випуск 100, 2024, Номер 100
: 33-42
https://doi.org/10.23939/istcgcap2024.100.033
Надіслано: Вересень 05, 2024
Автори:
  1. Денис Кухтар
  2. Роксолана Олеськів
1
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет «Львівська політехніка»
2
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Метою дослідження є застосування методу постійних розсіювачів InSAR для вивчення циклічних рухів земної поверхні, спричинених технологічними процесами експлуатації підземного сховища газу. Об’єктом дослідження є територія Богородчанського підземного сховища газу, створеного на місці виснаженого газового родовища. Вхідними даними для виконання досліджень були 39 радіолокаційних знімків, отримані супутником Sentinel-1 із висхідної орбіти у режимі знімання IW (Interferometric Wide). Часовий ряд охопив період з 31 травня 2021 р. до 23 грудня 2023 р. Інтервал часу між зніманнями – 24 дні. Попередню підготовку радіолокаційних знімків виконано за допомогою алгоритму SNAP2StaMPS v2.0. Оновлена версія має кілька додаткових особливостей, які істотно підвищили ефективність застосування набору інструментів. Стенфордський метод постійних розсіювачів (StaMPS) використано для опрацювання інтерферометричних радарних зображень методом постійних розсіювачів. Реалізація методу PSI виконана у програмі MatLab. Під час опрацювання даних методом постійних розсіювачів враховано поправки за атмосферні впливи. Для цього використано набір інструментів TRAIN, який виконує розрахунок лінійної тропосферної затримки радіолокаційного сигналу та вводить необхідні поправки. Візуалізацію карт середніх швидкостей деформацій здійснено за допомогою застосунку StaMPS-Visualizer. Встановлено, що використання методу PSInSAR дає змогу виконувати аналіз часових серій деформацій території як промислового майданчика, так і технологічних свердловин. Практичне значення результатів дослідження полягає у формуванні рекомендацій для ефективного використання методу PSInSAR як складової геодезичного моніторингу на Богородчанському газосховищі.

газосховище
радарна інтерферометрія
постійний розсіювач
StaMPS
TRAIN
  1. Aguado, V., Vink, A., James, B., Biescas, E. (2015). An improved combination of Natural Reflectors and Corner Reflectors to monitor surface heave generated by SAGD operations using InSAR satellite technology. World Heavy Oil Congress 2015. Edmonton, AB, Canada. Volume: WHOC15-321.
  2. Bekaert, D.P.S., Walters, R. J., Wright, T. J., Hooper, A. J., and Parker, D. J. (2015). Statistical comparison of InSAR tropospheric correction techniques. Remote Sensing of Environment. https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.08.035
  3. Delgado Blasco, J. M., Ziemer, J., Foumelis, M., & Dubois, C. (2023). SNAP2StaMPS v2: Increasing Features and Supported Sensors in the Open Source SNAP2StaMPS Processing Scheme (2.0). FRINGE Workshop 2023, Leeds, UK. Zenodo. https://doi.org/10.5281/ zenodo.8362628
  4. Dudlia, M. A., Shirin, L. N., & Fedorenko, E. A. (2012). Processes Of Underground Gas Storage. Course book. Dnipropetrovsk, NMU. 412 p. ISBN 978-966-350-364-6. (in Ukrainian). https://core.ac.uk/download/pdf/48402493.pdf
  5. Eckles, E. (2023). Oilfield Ground Displacement Monitoring Using SAR Data. Retrieved December 1, 2024, https://www.nv5geospatialsoftware.com/Learn/Case-Studies/Case-Studies-Detail/ArtMID/10204/ArticleID/24281/Oilfield-Ground-Displacement-Monitoring-Using-SAR-Data
  6. Ferretti, A., Rucci, A., Tamburini, A., Del Conte, S. and Cespa, S. (2014). Advanced InSAR for Reservoir Geomechanical Analysis. Conference Proceedings, EAGE Workshop on Geomechanics in the Oil and Gas Industry, May 2014. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20140459.
  7. Hooper, A., Bekaert, D., Spaans, K., & Arikan, M. (2012). Recent advances in SAR interferometry time series analysis for measuring crustal deformation. Tectonophysics, 514-517. 1-13. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2011.10.013.
  8. Höser, Thorsten. (2018). Analysing Capabilities and Limitations of InSAR Using Sentinel-1 Data for Landslide Detection and Monitoring. Master’s thesis, Bonn: Department of Geography, Bonn University
  9. Kim, T. T. H., Tran, H. H., Bui, K. L., & Lipecki, T. (2021). Mining-induced Land Subsidence Detected by Sentinel-1 SAR Images: An Example from the Historical Tadeusz Kościuszko Salt Mine at Wapno, Greater Poland Voivodeship, Poland. Inżynieria Mineralna, 1(2). https://doi.org/10.29227/IM-2021-02-04
  10. Kukhtar, D. (2024). A Method of Tropospheric Signal Delay Correction in Satellite SAR. Modern Achievements of Geodetic Science and Industry. №2 (48). 41-48.  https://doi.org/10.33841/1819-1339-2-48-41-48. (in Ukrainian).
  11. Kukhtar, D. & Oleskiv, R. (2023). Differential radar interferometry method for monitoring the areas of underground gas storage station. Technical Sciences and Technology, 3 (33), 235–241. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2023-3(33)-235-241 (in Ukrainian).
  12. Liu, C., Ji, L., Zhu, L., Xu, C., Zhang,W., Qiu, J., & Xiong, G. (2023). Present-Day Three-Dimensional Deformation across the Ordos Block, China, Derived from InSAR, GPS, and Leveling Observations. Remote Sensing, 15. 2890. https://doi.org/10.3390/rs15112890
  13. Mu'Amalah, A., Anjasmara, I. M., & Taufik, M. (2021). Land Subsidence Monitoring in Cepu Block Area Using PS-Insar Technique. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 731(1), Article 012011. https://doi.org/10.1088/1755-1315/731/1/012011
  14. NaturalGas.org (2024, December 1). Storage of Natural Gas. http://naturalgas.org/naturalgas/ storage/
  15. Oleskiv, R. Ye. (2017). Investigation of stress-strain state of underground gas storage wells based on geodetic measurement. Dissertation on acquisition of PhD scientific degree by specialty 05.24.01. Kyiv National University of Construction and Arhitecture. MSE of Ukraine, Kyiv.
  16. Perovych, L., & Begin, S. (2017). Seasonal deformation processes at under groundgas storage station. Baltic surveying. International scientific journal. Volume 6. 83-86. https://llufb.llu.lv/Raksti/Journal_Baltic_Surveying/2017/Journal_Baltic...
  17. Rapant, P., Struhár, J., & Lazecký, M. (2020). Radar Interferometry as a Comprehensive Tool for Monitoring the Fault Activity in the Vicinity of Underground Gas Storage Facilities. Remote Sensing, 12. 271. https://doi.org/10.3390/ rs12020271
  18. Struhár, J.; Rapant, P.; Kaˇcmaˇrík, M.; Hlaváˇcová, I.; & Lazecký, M. (2022). Monitoring Non-Linear Ground Motion above Underground Gas Storage Using GNSS and PSInSAR Based on Sentinel-1 Data. Remote Sensing, 14. 4898. https://doi.org/10.3390/rs14194898
  19. Tajdu´s, K., Sroka, A., Misa, R., Tajdu´s, A., & Meyer, S. (2021). Surface Deformations Caused by the Convergence of Large Underground Gas Storage Facilities. Energies. 14, 402. https://doi.org/10.3390/en14020402
  20. Teatini, P., Castelletto, N., Ferronato, M., Gambolati, G., Janna, C., Cairo, E., Marzorati, D., Colombo, D., Ferretti, A., Bagliani, A. et al. (2011). Geomechanical response to seasonal gas storage in depleted reservoirs: A case study in the Po River basin, Italy. J. Geophys. Res. Space Phys. 2011, 116, 21. https://doi.org/10.1029/ 2010JF001793
  21. Vaka, D., Rao, Y., Ojha, C., & Kumar, V.  (2021). Mapping land subsidence in Mumbai by Sentinel-1 InSAR time-series. Fringe 2021.
  22. Vasco, D., Ferretti, A., Rucci, A., Falorni, G.,  Samsonov, S.,  White, D., & Czarnogorska, M. (2022). Geodetic Monitoring of the Geological Storage of Greenhouse Gas Emissions. Book Series: Geophysical Monograph Series. https://doi.org/10.1002/9781119156871.ch2
  23. Znak, M. S., Lopushnyak, Ya. I., Morhulets, I. M. (2015). Novi tekhnolohii hazoheokhimichnykh doslidzhen dlia kontroliu hermetychnosti pidzemnykh skhovyshch hazu ta okhorony dovkillia. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. № 2. 95-102. (in Ukrainian).