Точное восстановление деформаций поверхности соляного газохранилища методом FS-InSAR и анализ пространственно-временных характеристик
摘要
В Китае существует острая диспропорция между предложением и спросом на природный газ, а также большая потребность в регулировании пиковых нагрузок. Подземные газохранилища соляного типа стали ключевой инфраструктурой для обеспечения стабильных поставок газа. Однако соляной ползучесть в условиях высокого давления в соляных газохранилищах вызывает значительные деформации поверхности, что серьезно угрожает безопасности эксплуатации хранилищ. Поэтому точное получение информации о деформации поверхности является важнейшей предпосылкой для обеспечения стабильной и безопасной работы. В данной работе на основе технологии полного рассеяния InSAR (FS-InSAR) с использованием 79 временных радарных изображений Sentinel-1 был точно восстановлен полевой деформационный ландшафт соляного газохранилища с августа 2021 по август 2024 года, проанализированы пространственные различия деформаций и проведён сравнительный временной анализ в сочетании с данными о впрыске и добыче газа. Результаты показали, что технология FS-InSAR способна получать высокоточные, плотные данные о деформации поверхности в районах с водоемами и сельхозугодьями, при экспериментальной плотности мониторинга достигшей 1121 точек/км², обеспечивая мониторинг деформаций поверхности по всех пикселях, кроме водных объектов. Валидация с 28 нивелировочными точками показала стандартное отклонение разницы между результатами InSAR и нивелированием в 2,9 мм/год. В разных зонах газохранилища наблюдаются дифференцированные характеристики деформаций: в старых камерах развито значительное проседание поверхности с максимальной скоростью до 82 мм/год, тогда как в новых камерах проседание меньше — от 10 до 20 мм/год, что может быть связано с применением современных технологий создания камер с использованием природного газа и азота для ингибирования растворения. Временно наблюдается выраженная цикличность деформаций, тесно связанная с деятельностью по впрыску и добыче газа: в фазу впрыска поверхность поднимается, в фазу добычи — опускается. Исследование предоставляет важные данные для раннего выявления зон высокого риска деформаций в газохранилище и способствует научному управлению и планированию процессов впрыска и добычи газа.
关键词
радиолокационная интерферометрия с синтезированной апертурой; полный рассеянный сигнал; соляное газохранилище; деформация поверхности; впрыск и добыча газа