nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2023-46-4-364-373TEZSJRnznistu-307Research ArticleГеофизикаGeophysicsРезультаты аэромагниторазведки с использованием беспилотного воздушного судна на Ромашкинском месторождении углеводородовUnmanned aerial vehicle aeromagnetic survey results on Romashkinskoye hydrocarbon fieldhttps://orcid.org/0000-0002-6359-9159НасыртдиновБ. М.NasyrtdinovB. M.

Насыртдинов Булат Мансурович, старший преподаватель кафедры геофизики и геоинформационных технологий, Институт геологии и нефтегазовых технологий

г. Казань

Bulat M. Nasyrtdinov, Senior Lecture of the Department of Geophysics and Geoinformation Technologies, Institute of Geology and Petroleum Technologies

Kazan

Bulat.Nasyrtdinov@kpfu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0584-1733СтаровойтовА. В.StarovoytovA. V.

Старовойтов Александр Владимирович, ассистент кафедры геофизики и геоинформационных технологий, Институт геологии и нефтегазовых технологий

г. Казань

Alexsandr V. Starovoytov, Assistant Professor of the Department of Geophysics and Geoinformation Technologies, Institute of Geology and Petroleum Technologies

Kazan

Alexander.Starovoytov@kpfu.ruХамиевМ. М.KhamievM. M.

Хамиев Марсель Маратович, инженер междисциплинарной учебной лаборатории петрофизики и физики нефтяного пласта, Институт геологии и нефтегазовых технологий

г. Казань

Marsel M. Khamiev, Engineer of the Interdisciplinary University Laboratory of Petrophysics and Oil Reservoir Physics, Institute of Geology and Petroleum Technologies

Kazan

MMHamiev@kpfu.ruКазанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan (Volga Region) Federal UniversityRussian Federation202317012024464364373Copyright © Насыртдинов Б.М., Старовойтов А.В., Хамиев М.М., 20242024Насыртдинов Б.М., Старовойтов А.В., Хамиев М.М.Nasyrtdinov B.M., Starovoytov A.V., Khamiev M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/307

Целью представленного исследования являлось проведение на Ромашкинском нефтяном месторождении (Республика Татарстан, Россия) съемки индукции магнитного поля с применением беспилотного воздушного судна по профилю длиной 68 км 320 м. В качестве беспилотного летательного аппарата использовался электрический гексокоптер DJI Matric 600Pro. Схема проведения съемки заключалась в следующем: маршрут во время полета состоял из трех параллельных залетов (основных профилей) и одного пересекающего залета (перпендикулярный профиль). Расстояние между соседними параллельными залетами составляло 100 м. Пересекающий профиль был необходим для проведения увязки основных профилей относительно друг друга. Каждый полевой день полетные задания строились таким образом, чтобы профили перекрывались с соседними вылетами величиной не менее 100 м и траектория движения совпадала с предыдущим вылетом. Для оптимизации процесса для двух соседних вылетов выбиралась одна точка взлета/посадки. Максимум за одну съемку в течение 20–25 мин беспилотное воздушное судно с магнитометром покрывало профиль величиной, равной 1,25 км. Максимальная величина полета (от момента взлета до момента посадки) не превышала 6–6,5 пог. км. Рассмотренная в работе методика позволила покрывать 45 пог. км на протяженном участке даже в сложных погодных условиях (дождь и порывы ветра 8–12 м/с). Итоговая среднеквадратичная погрешность данной съемки составила ±4,7 нТл. В результате проведенной съемки было получено три профиля со значением индукции магнитного поля на протяженном участке. В итоге наблюдалась хорошая корреляционная зависимость между аэромагнитной съемкой с данными блокового строения фундамента (по данным геоморфологического анализа) с локальной компонентой кристаллического фундамента. Алтунино-Шунакский разлом уверенно проявился в магнитном поле в виде положительной аномалии с амплитудой ≈60 нТл.

The purpose of the study is to survey the magnetic field induction on the Romashkinskoye oil field (Republic of Tatarstan, Russia) using an unmanned aerial vehicle over the profile of 68 km 320 m. A DJI Matric 600Pro electric hexacopter was used as an unmanned aerial vehicle. The survey scheme was as follows: the mission route consisted of three parallel flights (main profiles) and one crossing flight (transverse profile). The distance between adjacent parallel flights was 100 m. The intersecting profile was necessary to connect the main profiles. The flight assignments of each field day were built to overlap the profiles by at least 100 m by the nearby flights and make the flight trajectory coincide with the one of the previous flight. To optimize the process one takeoff / landing point was selected for two nearby flights. During one 20-25 min survey the maximum profile covered by the unmanned aerial vehicle was 1.25 km. The maximum flight distance (from the takeoff moment to the landing) did not exceed 6–6.5 linear kilometers. The methodology considered in the article made it possible to cover 45 linear kilometers over a long span even in adverse weather conditions (rain and wind gusts of 8–12 m/s). The resulting root mean square error for this survey was ±4.7 nT. The survey conducted allowed to obtain 3 profiles with the magnetic field induction magnitude over an extended section. A good correlation was registered between the aeromagnetic survey and the data on the block structure of the basement (according to geomorphological analysis data) with the local component of the crystalline basement. Altunino-Shunak fault has clearly manifested itself in the magnetic field as a positive anomaly with an amplitude of ≈60 nT.

беспилотный летательный аппаратаэромагниторазведкагеофизикаunmanned aerial vehicleaeromagnetometrygeophysicsReferencesПат. № 172078, Российская Федерация, МПК B64C 39/02. Комплекс для беспилотной аэромагниторазведки / А.В. Паршин. Заявл. 19.07.2016; опубл. 28.06.2017. Бюл. № 19.Parshin A.V. Complex for unmanned aeromagnetic survey. Patent RF, no. 172078; 2016. (In Russ.). EDN: CONHQA.Bian J., Wang X., Gao S. Experimental aeromagnetic survey using a rotary-wing aircraft system: a case study in Heizhugou, Sichuan, China // Journal of Applied Geophysics. 2021. Vol. 184. P. 104245. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2020.104245.Bian J., Wang X., Gao S. Experimental aeromagnetic survey using a rotary-wing aircraft system. A case study in Heizhugou, Sichuan, China. Journal of Applied Geophysics. 2021;184:104245. https://doi.org/10.1016/,jappgeo.2020.104245.Cunningham M., Samson C., Wood A., Cook I. Aeromagnetic surveying with a rotary-wing unmanned aircraft system: a case study from a zinc deposit in Nash Creek, New Brunswick, Canada // Pure and Applied Geophysics. 2018. Vol. 175. P. 3145–3158. https://doi.org/10.1007/s00024-017-1736-2.Cunningham M., Samson C., Wood A., Cook I., Doylel B. Aeromagnetic surveying with a rotary-wing unmanned aircraft system: a case study from a zinc deposit in Nash Creek, New Brunswick, Canada. Pure and Applied Geophysics. 2018;175:3145-3158. https://doi.org/10.1007/s00024-017-1736-2.Lefebvre R. Introduction to UAV systems for geophysical mapping // SEG International Exposition and 87 th Annual Meeting. Houston, 2017.Lefebvre R. Introduction to UAV systems for geophysical Mapping. In: SEG International Exposition and 87 th annual meeting: Houston; 2017.Цирел В.С., Кузнецова А.В. Аэромагнитометрия XXI века // Палеомагнитность и магнетизм горных пород: палеомагнетизм и магнетизм горных пород: теория, практика, эксперимент: материалы семинара (г. Москва, 9 –12 ноября 2015 г.). Москва, 2015. С. 252–258.Tsirel V.S., Kuznetsova A.V. Aeromagnetometry of the 21 st century. In: Paleomagnitnost’ i magnetizm gornykh porod: paleomagnetizm i magnetizm gornykh porod: teoriya, praktika, ehksperiment: Materialy seminara = Paleomagnetics and magnetism of rocks: paleomagnetism and magnetism of rocks: theory, practice, experiment: Seminar materials. 9–12 November 2015, Moscow. Moscow; 2015, p. 252-258. (In Russ.).Sakovskaya A.V., Luhmanov V.L., Demchenko N.V., Kuranov V.A. The successful use of UAV with quantum magnetometer for the mapping // Engineering Geophysics 2017: proc. 13 th conf. Kislovodsk, 2017. P. 1–6. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201700373.Sakovskaya A.V., Luhmanov V.L., Demchenko N.V., Kuranov V.A. The successful use of UAV with quantum magnetometer for the mapping. In: Engineering Geophysics 2017: proc. 13 th conf.: Kislovodsk; 2017, p. 1-6. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201700373.Li H., Ge J., Dong H., Qiu X., Luo W., Liu H., et al. Aeromagnetic compensation of rotor UAV based on least squares // 37 th Chinese Control conf. Wuhan, 2018. P. 10248–10253. https://doi.org/10.23919/ChiCC.2018.8483068.Li H., Ge J., Dong H., Qiu X., Luo W., Liu H., et al. Aeromagnetic compensation of rotor UAV based on least squares. In: 37 th Chinese Control Conference: Wuhan; 2018, p. 10248-10253. https://doi.org/10.23919/ChiCC.2018.8483068.Юрчук А.Ю., Сапунов В.А., Нархов Е.Д., Сергеев А.В., Васькин Н.М. Опыт составления сводных карт магнитного поля по данным наземных съемок и съемок БПЛА // Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей: Материалы 49-й сессии Междунар. семинара (г. Екатеринбург, 23–27 января 2023 г.). Екатеринбург, 2023. С. 414–417. EDN: CRVKSJ.Yurchuk A.Yu., Sapunov V.A., Narkhov E.D., Sergeev A.V., Vas’kin N.M. Magnetic field summary map compiling experience based on ground surveys and UAV surveys. In: Voprosy teorii i praktiki geologicheskoi interpretatsii gravitatsionnykh, magnitnykh i ehlektricheskikh polei: Materialy 49-i sessii Mezhdunar. seminara = Issues of theory and practice of geological interpretation of gravitational, magnetic and electric fields: Materials of the 49 th session of the International seminar. 23–27 January 2023, Ekaterinburg. Ekaterinburg; 2023, p. 414-417. (In Russ.). EDN: CRVKSJ.Jordan B.R. Collecting field data in volcanic landscapes using small UAS (sUAS)/drones // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2019. Vol. 385. P. 231–241. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2019.07.006.Jordan B.R. Collecting field data in volcanic landscapes using small UAS (sUAS)/drones. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2019;385:231-241.Черкасов С.В. Состояние и перспективы беспилотной аэромагниторазведки // Науки о Земле: материалы Междунар. конф. (г. Ташкент, 22–23 ноября 2018 г.). Ташкент, 2018. С. 156–157. EDN: DZJJBU.Cherkasov S.V. State and potential of unmanned aeromagnetic survey. In: Nauki o Zemle: Materialy Mezhdunarodnoi konferentsii = Geosciences: Proceedings of the International Conference. 22–23 November 2018, Tashkent. Tashkent; 2018, p. 156-157. EDN: DZJJBU.Bell R. Comparison of gound magnetic and low altitude aeromagnetic data // SEG International Exposition and 87 th Annual Meeting. Houston, 2017.Bell R. Comparison of ground magnetic and low altitude aeromagnetic data. In: SEG International Exposition and 87 th annual meeting: Houston; 2017.Наурзбаев А.М., Умирова Г.К., Berube P. Перспективы использования инновационных технологий в Казахстане при проведении аэромагниторазведки // E-Scio. 2020. № 5. С. 656–666. EDN: NDKQND.Naurzbaev A.M., Umirova G.K., Berube P. Prospects of innovative technologies to be used in Kazakhstan in aeromagnetic surveying. E-Scio. 2020;5:656-666. (In Russ.). EDN: NDKQND.Walter C., Braun A., Fotopoulos G. High-resolution unmanned aerial vehicle aeromagnetic surveys for mineral exploration targets // Geophysical Prospecting. 2020. Vol. 68. Iss. 1. P. 334–349. https://doi.org/10.1111/1365-2478.12914.Walter C., Braun A., Fotopoulos G. High-resolution unmanned aerial vehicle aeromagnetic surveys for mineral exploration targets. Geophysical Prospecting. 2020;68(1):334-349. https://doi.org/10.1111/1365-2478.12914.Jiang D., Zeng Z., Zhou S., Guan Y., Lin T. Integration of an aeromagnetic measurement system based on an unmanned aerial vehicle platform and its application in the exploration of the Ma’anshan magnetite deposit // IEEE Access. 2020. Vol. 8. P. 189576–189586. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3031395.Jiang D., Zeng Z., Zhou S., Guan Y., Lin T. Integration of an aeromagnetic measurement system based on an unmanned aerial vehicle platform and its application in the exploration of the Ma’anshan magnetite deposit. IEEE Access. 2020;8:189576-189586. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3031395.Li Z.-P., Gao S., Wang X.-B. New method of aeromagnetic surveys with rotorcraft UAV in particular areas // Chinese Journal of Geophysics. 2018. Vol. 61. Iss. 9. P. 3825 –3834. https://doi.org/10.6038/cjg2018L0588.Li Z.-P., Gao S., Wang X.-B. New method of aeromagnetic surveys with rotorcraft UAV in particular areas. Chinese Journal of Geophysics. 2018;61(9):3825-3834. https://doi.org/10.6038/cjg2018L0588.Черкасов С.В., Стерлигов Б.В., Золотая Л.А. О возможности использования беспилотных летательных аппаратов для производства высокоточных измерений аномалий магнитного поля Земли // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2016. № 3. С. 17–20. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2016-3-17-20. EDN: XHFHTN.Cherkasov S.V., Sterligov B.V., Zolotaya L.A. The ability to use unmanned aerial vehicles for making high precision measurements of the anomalies of Earth’s geomagnetic field. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2016;3:17-20. (In Russ.). https://doi.org/10.33623/0579-9406-2016-3-17-20. EDN: XHFHTN.Семенова М.П., Цирель В.С. Перспективы развития беспилотной аэрогеофизики // Разведка и охрана недр. 2016. № 8. С. 34–39. EDN: WHTQJB.Semenova M.P., Tsirel V.S. Development prospects unmanned air geophysics. Exploration and protection of the subsoil. 2016;8:34-39. (In Russ.). EDN: WHTQJB.Паршин А.В., Гребенкин Н.А., Морозов В.А., Ржевская А.К., Шикаленко Ф.Н. Первые результаты методических работ по применению беспилотных аэрогеофизических технологий на стадии поисков месторождений урана // Разведка и охрана недр. 2017. № 11. С. 59–64. EDN: YTHJUE.Parshin A.V., Grebenkin N.A., Morozov V.A., Rzhevskaya A.K., Shikalenko F.N. The first results of methodological work on the application of bespilot airborne geophysical technologies at the stage of prospecting of uranium deposits. Exploration and protection of the subsoil. 2017;11:59-64. (In Russ.). EDN: YTHJUE.Parshin A.V., Morozov V.A., Blinov A.V., Kosterev A.N., Budyak A.E. Low-altitude geophysical magnetic prospecting based on multirotor UAV as a promising replacement for traditional ground survey // Geo-spatial Information Science. 2018. Vol. 21. Iss. 1. P. 67–74. https://doi.org/10.1080/10095020.2017.1420508.Parshin A.V., Blinov A.V., Kosterev A.N., Budyak A.E., Morozov V.A. Low-altitude geophysical magnetic prospecting based on multirotor UAV as a promising replacement for traditional ground survey. Geo-spatial Information Science. 2018;21(1):67-74. EDN: XXHXRZ. https://doi.org/10.1080/10095020.2017.1420508.Malehmir A., Dynesius L., Paulusson K., Paulusson K., Johansson H., Bastani M., et al. The potential of rotary-wing UAV-based magnetic surveys for mineral exploration: a case study from central Sweden // The Leading Edge. 2017. Vol. 36. Iss. 7. P. 552–557. https://doi.org/10.1190/tle36070552.1.Malehmir A., Dynesius L., Paulusson K., Paulusson K., Johansson H., Bastani M., et al. The potential of rotary-wing UAV-based magnetic surveys for mineral exploration: a case study from central Sweden. The Leading Edge. 2017;36(7):552-557. https://doi.org/10.1190/tle36070552.1.Nasyrtdinov B., Latipov R., Khassanov D., Popov M., Usmanov A. Assessment of the impact of unmanned aerial vehicles with different engine types on the MMPOS-1 magnetometer // 20 th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2020. Albena, 2020. P. 475–482. https://doi.org/10.5593/sgem2020/1.2/s05.061. EDN: QXSJQX.Nasyrtdinov B., Latipov R., Khassanov D., Popov M., Usmanov A. Assessment of the impact of unmanned aerial vehicles with different engine types on the MMPOS-1 magnetometer. In: 20 th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2020. Albena; 2020. p. 475-482. https://doi.org/10.5593/sgem2020/1.2/s05.061. EDN: QXSJQX.Геология Татарстана. Стратиграфия и тектоника / гл. ред. Б.В. Буров/ отв. ред. Н.К. Есаулова, В.С. Губарева, М.: ГЕОС, 2003. 402 с.Burov B.V. Geology of Tatarstan. Stratigraphy and tectonics. Moscow: GEOS; 2003, 402 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.