Analyse der zeitlichen Veränderungen der Methanemissionen in Ölfeldern basierend auf multispektralen nationalen hyperspektralen Satelliten

YANG Keyi ,  

HAN Ge ,  

HE Hu ,  

PEI Zhipeng ,  

MAO Huiqin ,  

LI Siwei ,  

CHEN Cuihong ,  

GONG Ruxiang ,  

GONG Wei ,  

摘要

Die Methanemissionen in der Öl- und Gasindustrie zeigen zwei Formen: intermittierende (mit hoher Variabilität und Zufälligkeit) und persistente Emissionen. Die Nutzung einer einzigen Satellitendatenquelle ist durch die Anzahl wirksamer Beobachtungen begrenzt und kann hochintermittierende Methanemissionsereignisse übersehen. In dieser Studie werden Daten von drei nationalen hyperspektralen Satelliten verwendet: ZY-1E (Resource-1 02D), GF-5B (GF-5 02) und GF-5A (GF-5 01A), ausgestattet mit dem sichtbaren kurzwelligen Infrarot-Hyperspektralimager AHSI zur Detektion von Methanemissionen im amerikanischen Perm-Becken. Durch Berechnung der Detektionsfrequenz des Auswurfs (f) wird die Persistenz von Punktquellen analysiert, kombiniert mit Methanpunktquellendaten von Carbon Mapper, um zeitliche Veränderungen bestimmter Quellen zu untersuchen und so feinräumige Informationen zur räumlichen Ungleichmäßigkeit und zeitlichen Variabilität der Methanemissionen in der Öl- und Gasindustrie bereitzustellen. Die experimentellen Ergebnisse zeigen: (1) Die Experimente mit dem L1-gewichtet-ISTA-Matchfilter-Algorithmus erreichten eine Genauigkeit im Bereich von +18% bis -16%, mit relativ genauen Inversionsresultaten. Außerdem wurden zwei Quellen in einer überlappenden Zone in Form von „品“ quantifiziert, mit einem durchschnittlichen Beobachtungsfehler von 2,38%. (2) Im Untersuchungsgebiet wurden 56 Methanquellen detektiert, deren Verteilung etwa 55,36% aus dem Produktionsprozess, ca. 33,93% aus dem Sammelprozess und ca. 10,71% aus dem Verarbeitungsprozess stammt; die Emissionsverteilung liegt bei etwa 58,19% aus der Produktion, 28,74% aus dem Sammeln und 13,07% aus der Verarbeitung. (3) Hochintermittierende Quellen (0 < f ≤ 0,25) machen 77,97% der Anzahl und 67,35% des Emissionsvolumens aus; persistentere Emissionsquellen (0,50 < f ≤ 1) machen 5,56% der Anzahl und 10,59% des Emissionsvolumens aus. (4) Die gewählten drei Quellen zeigen alle ihre höchsten Emissionsraten im Dezember und die niedrigsten im August, was mit den saisonalen Schwankungen der Öl- und Gasproduktion in den USA zusammenhängen könnte (von Juni bis August niedrige Produktion und im Dezember hohe Produktion). (5) Ebenfalls wurden in drei typischen Ölfeldern in Haynesville, Rumaila und dem westlichen Ölfeld Turkmenistans sechs Methanquellen detektiert, darunter eine persistente Quelle im westlichen Ölfeld Turkmenistans. Trotz nur zwei effektiver Überflüge wurde die Methanemission in beiden Überflugbildern erkannt.

关键词

GF-5 02; GF-5 01A; Resource-1 02D; Detektion von Methanemissionsquellen; Detektionsfrequenz des Auswurfs; Perm-Becken

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