Golubov S. Technique for analysis of data acquired by unmanned aerial vehicle in the context of detail-scale oil and gas prospecting

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0823U100751

Thesis Registration Form

0823U100751.pdf

Applicant for

Specialization

  • 103 - Науки про Землю**

31-10-2023

Specialized Academic Board

ДФ 002

State Institution "Scientific Center for Aerospace Research of the Earth of the Institute of Geological Sciences of the National Academy of Sciences of Ukraine"

Essay

To date, the needs of Ukraine's economy in the consumption of oil and gas, despite the "green rate", do not decrease, therefore there is a need to further search for these energy resources. Improving oil and gas prospecting methods and technology using the latest remote means of obtaining information and its complex processing with geological and geophysical data is extremely urgent. The thesis study considers a comprehensive approach to analysing data obtained from unmanned aerial vehicles for forecasting structures' oil and gas capacity and their individual blocks. This approach is based on data from space satellites with high spatial resolution and spectrometers installed on unmanned aerial vehicles (UAVs), and includes the processes of obtaining, processing and interpreting these data. As indicators of the oil and gas potential of the territory, the connection between the oil and gas content of the geological subsoil and the spectral characteristics of the vegetation cover and soils, which are recorded by multispectral and spectrometric recordings from UAVs, was used. An improved technique is proposed using modern UAV surveys and a new technological approach to integrating geological-geophysical, geomorphological, and geobotanical information, using the example of the Skhidno-Rohintsivska area. The proposed new, improved methodological approach will allow us to quickly assess the oil and gas prospects of the studied territories with minimal time and money. The thesis work aims to increase the efficiency and reliability of spectrometry data within oil and gas bearing and oil and gas promising areas by creating a technique for analysis of data acquired by unmanned aerial vehicle in the context of detail-scale oil and gas prospecting. The thesis research analysed scientifically based conclusions about the influence of naphthides on the state of vegetation and the geochemical composition of soils, and it was demonstrated that there are no completely closed deposits, a slight influx to the surface of oil and gas fluids is constantly present above hydrocarbon deposits (HC), it is shown how this influence can be recorded, measuring the spectra of vegetation and soil. It is on these theoretical conclusions that the satellite technology developed at the Scientific Center for Aerospace Research of the Earth of the Institute of Geological Sciences of the National Academy of Sciences of Ukraine is based, which became the prototype of a technique for analysis of data acquired by unmanned aerial vehicle in the context of detail-scale oil and gas prospecting. Scientific novelty For the first time, a technique for analysis of data acquired by unmanned aerial vehicle in the context of detail-scale oil and gas prospecting has been developed, which is distinguished by the fact that, with the help of pre-adapted cluster analysis, spectrally homogeneous areas of vegetation and open soil can be separated for precession spectrometry, which cannot be carried out at a detailed level by even ultra-high resolution satellite images. Applying the developed technique increases the reliability of the received data compared with satellite data and efficiency in ground measurements. The well-known method of spectrometry based on the materials of multispectral optical recording of vegetation and soil cover within and outside the hydrocarbon deposit, with subsequent field verification works, has been improved. In the improved method, it is possible to obtain data on many classes of vegetation and soils in one flight, taking into account the characteristics of the device used when capturing images from a UAV, which increases the accuracy and reliability of the estimates obtained in the future. The methods of selecting vegetation indices based on the materials of multispectral optical imaging in the visible and near-infrared ranges gained further development. Based on multispectral images obtained from UAVs, a large and objectively selected quasi-optimal set of indices is formed, which collectively are indicators of oil and gas potential for the given territory.

Read more

Research papers

Голубов С.І. (2023) Обґрунтування можливостей використання спектрометричних даних, отриманих з БпЛА та супутника Sentinel-2, для вирішення нафтогазопошукових завдань на суходолі. Укр. журн. дистанційного зондування Землі. 10 (1), 29-35. https://doi.org/10.36023/ujrs.2023.10.1.235

Седлерова О.В., Архіпов О.І., Голубов С.І., Бондаренко А.Д. (2021) Експериментальне обґрунтування використання безпілотних літальних апаратів для прогнозування нафтогазоперспективних об’єктів. Укр. журн. дистанційного зондування Землі. 8 (3), 49-57. https://doi.org/10.36023/ujrs.2021.8.3.200 (Особистий внесок: проведення експериментальних наземних досліджень, обробка результатів польових досліджень, побудова картографічного матеріалу)

Воробьев А.І., Голубов С.І., Куриленко В.С. (2020) Ареалы нефтегазонакопления в Припятско-Днепровско-Донецкой нефтегазоносной провинции и возможности их изучения дистанционными методами. Укр. журн. дистанційного зондування Землі. 26, 27-37. https://doi.org/10.36023/ujrs.2020.26.180 (Особистий внесок: опис геологічної будови регіону дослідження, побудова картографічного матеріалу)

Лялько В. І., Дугін С. С., Сибірцева О. М., Дорофей Є. М., Голубов С. І., Жолобак Г. М. (2022) Газообмін рослин на прикладі осоки побережної та зіставлення з матеріалами спектрогазометричного наземного вимірювання з БпЛА та супутника Sentinel-2. Укр. журн. дистанційного зондування Землі. 9 (4), 26-34. https://doi.org/10.36023/ujrs.2022.9.4.221 (Особистий внесок: проведення експериментальних наземних досліджень, обробка результатів польових досліджень, встановлення кореляції супутникових даних та даних отриманих БпЛА, побудова картографічного матеріалу)

Дугін С.С., Сибірцева О.М., Голубов С.І., Дорофей Є.М. (2019) Верифікація результатів обробки спектральних даних супутника Sentinel-2А, наземного спектрорадіометра ASD FieldSpec 3FR і системи реєстрації мінливості параметрів середовища DJI STSVIS. Укр. журн. дистанційного зондування Землі. 21, 29-39. https://doi.org/10.36023/ujrs.2019.21.147 (Особистий внесок: проведення експериментальних наземних досліджень, обробка результатів польових досліджень, встановлення кореляції супутникових даних та даних отриманих підсупутниковим методом, побудова картографічного матеріалу)

Piestova, I., Lubskyi, M., Svideniuk, M., Golubov, S., & Sedlacek, P. (2018). Satellite imagery resolution enhancement for urban area thermal micromapping. Central European Researchers Journal, 4(1), 35-39. (Особистий внесок: аналіз вегетаційних індексів, побудова картографічного матеріалу)

Piestova, I. O., Lubskyi, M. S., Svideniuk, M. O., Golubov, S. I., Laptiev, O. A. (2019). Urban thermal micro-mapping using satellite imagery and ground-truth measurements: Kyiv city area case study. Ukrainskyi Zhurnal Dystantsiinoho Zonduvannia Zemli, 21, 40-48. https://doi.org/10.36023/ujrs.2019.21.149 (Особистий внесок: обробка супутникових даних, побудова картографічного матеріалу)

Спосіб дешифрування оптичних аномалій природного і техногенного походження на аерокосмічних інфрачервоних знімках морської поверхні. Федоровський О.Д., Хижняк А.В., Пєстова І.О., Дугін С.С., Філімонов В.Ю., Якимчук В.Г., Суханов К.Ю., Голубов С.І. : пат. 122343 Україна : МПК G01V11/00, G01V9/00. № а 2018 02575; заявл. 14.03.2018; опубл. 25.09.2019, Бюл. №18. (Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, обробка результатів польових досліджень, встановлення кореляції супутникових даних та даних отриманих підсупутниковим методом, побудова картографічного матеріалу)

Голубов С.І. (2019) Перспективи використання спектральних індексів за даними ДЗЗ для пошуку проявів нафтогазоносності. Ідеї та інновації в системі наук про Землю. Матеріали VIII Всеукраїнської молодіжної наукової конференції, Київ, 10-12 квітня 2019 р., 120-121. Retrieved from http://gc.igs-nas.org.ua/wp-content/uploads/2019/04/ZB_2019.pdf

Golubov S. I., Lubskyi M. S. (2020) Application of visible and long-wave infrared satellite data for hydrocarbon deposits prospecting. Conference Proceedings, Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects, May 2020, Volume 2020, 1 – 5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2020geo102 (Особистий внесок: обробка супутникових даних, підрахунок спектральних індексів, побудова картографічного матеріалу)

Golubov S.I., Vorobyov A.I., Sedlerova O.V., Lubskyi M.S., Piestova I.O. (2020) Analysis of the complex vegetation index considering greenness and shortwave infrared to determine anomalies in the vegetation spectral characteristics caused by hydrocarbon deposits. Conference Proceedings, XIV International Scientific Conference “Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment”, Nov 2020, Volume 2020, 1 – 5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202056045 (Особистий внесок: обробка супутникових даних, підрахунок спектральних індексів, побудова картографічного матеріалу)

Golubov S. I., Vorobiev A. I., Sedlerova O. V. and Yefimenko T. A. (2021) Geological interpretation of remote sensing data for deep faults identifying in the Dnieper-Donets basin. Publisher: European Association of Geoscientists & Engineers. Source: Conference Proceedings, Geoinformatics, May 2021, Volume 2021, 1 – 6. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215521112 (Особистий внесок: опис геологічної будови дослідження, обробка супутникових даних)

Read more

Files

ALL_DISER_18_09_2023_FINAL.pdf

autoreferat-Annotation_18_09_2023_FINAL.pdf

Similar theses

0824U001057

Stanislav Ostapenko

Local development of hromadas of the Cherkasy oblast in conditions of decentralization

0824U000946

Eduard Chornyi

Scientific and practical principles of forecasting the parameters of reservoir hydrocarbon systems of the Precarpathian depression

0824U000925

Anastasiia A. Shevtsova

Palaeolithic sites of Podillya as complex monuments of nature and society and their protection.

0824U000486

Volodymyr Hulko

Geochronology and nature of charnockitoids of the Upper Pobuzhja

0824U000506

Vladislav Voronin

Assessment of ecosystem services of forest landscapes of Kharkiv region and forecast of their use