维普资讯 http://www.cqvip.com 断 块 油 气 田 第ｌ４卷第６期 ＦＡＵＬＴ—ＢＬＯＣＫ ＯＩＬ＆ＧＡＳ ＦＩＥＬＤ 遥感技术在油气勘探中的应用 王 慧 宋全友 程道解 （１．中国石油大学地球资源与信息学院，山东东营２５７０６１；２．中国石油大学研究生院，山东东营２５７０６１） 摘 要 遥感影像全面、客观地记录了地表综合景观，因此可通过对其图像特征的提取，获得丰富 的地质信息。其包括判读盆地露头区各种地质地貌特征，发现由油区烃类微渗漏造成的地表理化特征异 常区，指导现代沉积研究。文中给出了这些应用的介绍和一些成功的实例，并指出了目前存在的问题及 应用前景。 关键词遥感影像油气勘探波谱特征 各类遥感图像是地质解译工作最基本的遥感资 明显的线性影迹。 料，它是地表景观的缩影，把地表地形、水文、植被、岩 性、构造的差异以不同的色调和摄影特征表现出来。通 过对图像特征的研究，可以从中获得丰富的地质信息。 从这些信息中可以发现一些普通地质工作所不易发现 的现象，以及各种现象之问的联系；可以解决一些常规 工作方法所不能解决的问题，例如可以揭示隐伏构造 和小型构造发育分布情况等…。 １油气遥感探测机理 遥感影像全面、客观、真实地记录了地表综合景观 的几何特征和物理特征，因此，从遥感图像上不仅可以 获得地表景观的形态及其分布组合特征，还可以获得 物体的成分、结构和理化特征，从而实现地质目标识别 图１地质体遥感影像 的目的。 （２）根据水系发育的特征，来推断区域岩性分布及 １．１ 油气遥感的间接探测 区域构造。 间接探测主要是分析遥感图像的几何特征，在油 水系密度主要反映地表岩性特征，水系形态反映 气遥感勘探中已广泛应用（见图１），主要是判别地质 地下构造环境。在油气遥感勘探中，水系形态分析对推 构造和隐伏的油气储构造。 断隐伏油气储集结构有着重要意义。 （１）根据影像的形态、色调和影纹（形态的组合）进 １－２油气遥感的直接探测 行综合判断，最主要的是线性构造的识别及环影影像 直接勘探主要是利用遥感技术探测烃类微渗漏的 的识别。 地表标志，实现推断地下油气藏的存在。这些烃类异常 出露地表的线性构造往往具有明显的地貌特征． 的地表标志的探测机理就是捕获地物目标的分子或分 如断层、河流直线段等。对于隐伏的线性构造，在遥感 子群的电磁波谱特征。 图像上也可以清晰地显现，这是由于处于覆盖层下的 原始构造对地下水的活动产生很大影响，使之在线性 构造发育带多为地下水充水带，直接构成地表土壤湿 收稿日期：２００７—０３—２７。 作者简介：王慧，女，１９８２年生，在读硕士研究生，从事油气勘探 度及植物群落特征的差异，在遥感图像上表明为一条 研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｈｕｉ一１ １０＠１６３．ｃｏｒｎ ２７ 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００７年ｌ１月 断 块 油 气 田 第１４卷第６期 ２地质地貌判读 ２．１ 地貌判读 包括岩石表面的湿度、粗糙度、黏度大小。此外，环境因 素如植被覆盖度、风化壳、土壤厚度都直接影响岩石色 调。岩石色调实际上是许多因素的综合反映，必须结合 地貌判读对于地质找矿、石油天然气勘探、构造分 实际作具体分析。在大比例尺、高分辨率影像判读中， 形状是另一重要标志。 析等工作都有重要意义。地貌判读主要从地貌学原理 出发，分析图形、色调和阴影等直接判读标志，再根据 地质、水文、土壤、植被等地理要素的相关信息（见图 ２），综合分析判读 ］。 图２甘肃玛曲一带黄河古河道遥感影像 利用遥感技术可进行流水地貌判读、黄土地貌判 读、喀斯特地貌判读、风成地貌判读、冰川地貌判读、火 山地貌判读等。流水地貌判读主要有以下内容：河谷形 态、阶地、河漫滩、洪积扇、冲积扇、三角洲、牛轭湖、古 河道等。流水地貌判读对分析新构造运动和环境演变 很有帮助（见图３）。 沉积地貌的发育范围多在几十公里甚至更大，单 靠地面调查研究其演变过程比较困难，利用遥感影像 从宏观角度观察和分析其空间演变具有很好效果。不 同的沉积相因组成物质不同和后期地表地貌的不同， 遥感影像上表现出不同的光谱特征 ］，因此利用遥感 影像分析可以识别不同的沉积地貌。例如中科院崔卫 国等对玛纳斯河山麓冲积扇演变的遥感研究，分析该 冲积扇的演变过程并对其形成和演变原因进行探讨。 ２．２岩性判读 组成岩石的矿物在热红外谱域具有选择性发射的 特性，同一矿物在不同谱域具有不同的发射率，不同矿 物在同一谱域也有不同的发射率，因此，根据低发射率 带的波长位置，可以提取和识别岩石的矿物组成信息， 从而判定岩石类型。 岩石色调是岩石物理化学性质不同引起的辐射差 异的反应，岩石色调的深浅主要由组成岩石的矿物颜 色深浅和它们的含量所决定的『３］。影响色调的因素还 ２８ ａ １９９６年５月 ｂ ２００１年８月 ｃ １９９６－－２００１年间岸线对比 图３黄河三角洲清水沟河口（淤进型岸滩）变化 （据黄海军等） 另外，很多时候水系形态、地貌特征、土壤植被等 维普资讯 http://www.cqvip.com 第１４卷第６期 王慧等：遥感技术在油气勘探中的应用 ２００７年１１月 都可作为岩性判读的标志。根据不同岩性的热红外特 征，利用遥感航片、卫片还可以判读三大岩性。 ２．３构造判读 ２－３．１ 岩层产状判读 至会出现微地貌异常 。 利用遥感图像可以判别水平岩层和倾斜岩层。水 平产状的岩层层面界线与该处地形等高线平行或重 合。水平产状的岩层在地貌上常常构成方山、桌状山。 如果被开垦利用，常呈套环状梯田。倾斜岩层的解释标 志是：地质界线与地形等高线相交，并受地形因素的影 响而发生弯曲折转，或通过山脊沟谷等不同地形。 ２－３．２褶皱构造解释 褶皱构造分背斜和向斜，在影像上表现为色调不 同的条带且对称平行排列，其整体图像常呈闭合的图 形，有圆形、椭圆形及不规则环带状等多种形态。 在遥感图像上可以利用岩层产状来确定背、向斜 构造，还可以根据褶皱转折端的单层影像的出露宽度 特点和组成折转端的岩层形态来分析背、向斜。 ２．３－３断裂构造判读 断裂构造包括出露断层和隐伏断裂，前者许多断 裂要素可以直接观察到，运用直接标志即可；后者则更 多地运用间接标志，并结合其他方法才能确定。 许多断层要素都可以在航片和卫片上直观地看 到，如地层、岩脉、矿体、褶皱等各种地质体被切断、错 开的现象。 卫片判读色调是重要标志，由于断裂往往形成断 陷盆地、地堑等重要地貌界线，自然景观差异造成色调 明显不同。如秦岭山地与渭河谷地卫片、河北怀来盆地 等卫片上都有明显的色调标志。色调是一种综合标志， 既有地貌、土壤、植被可观察到的直接标志，也可能是 断层两侧松散沉积物厚度、地下水埋深差异的反映，这 些又属于间接标志，华北平原断裂、山东沂沭断裂都是 明显的实例。 水系形态是断裂构造重要的间接解译标志，山前 洪积扇形态也可以作为判断断裂构造特别是活动构造 的标志。成串地沿断裂带出现的侵人体、岩脉，成排的 火山锥构造，也与断裂构造密切相关。例如我国大同附 近火山群。 遥感图像上线状延展的河谷、峡谷、冲沟、溶蚀谷、 山鞍部、陡坡、陡崖、断层崖、河海湖岸线等负地形，也 有可能是断裂构造的间接解译标志。 对已知油气田构造的研究表明，它们在地形地貌 上均有特征显示，一个真实的隐伏构造应该在地表造 成多种异常标志（见图４），如水系异常、色调异常，甚 图４嘉峪关隐伏断裂遥感影像 ３地表烃类的遥感探测研究 近年来随着遥感技术的发展，尤其是遥感器几何 分辨率与光谱分辨率的提高，人们已可以利用遥感技 术直接探测到由于长期烃类微渗漏而造成的地表地物 矿物成分甚至化学成分的微弱变化 ］。 ３．１ 地表烃类遥感探测原理 其主要原理是含油气盆地地下油气藏长期的烃类 微渗漏会造成地表烃类的富集，并对表层和地物（如土 壤、岩石和植被）的理化状况造成改变，使得地物在可 见一近红外及热红外波段的反射光谱发生变化，而这 种变化可以为卫星遥感器所捕获。通过对卫星遥感数 据的处理可以将这些微弱的信息突出出来，从而达到 直接探测和评价地表烃类蚀变的目的。 烃类微渗漏导致地表土壤中一些地化组分的变 化，这些变化均会导致土壤的波谱变异，形成油气晕， 在遥感影像上呈环状异常，圈内外的波谱特征有显著 差异。据此，运用ＴＭ与ＳＡＲ影像的复合、油气化探及 地面波谱测试多种方法，综合地对已知油田取得异常 现象进行由定性到定量的分析研究，找出遥感数据与 常规化探数据之间的相关性，建立遥感隐伏油气异常 信息识别模式，并利用已知油田的异常模式，预测、类 比未知区，寻找石油勘探的有利区块，即可通过遥感图 像的异常晕或直接探测地表物质的波谱特征来反推油 气藏的存在，从而圈定油气藏远景区 。例如陕北油田 黄土分布区的烃类微渗漏，在美国陆地卫星ＴＭ４，ＴＭ７． ＴＭ３波段假彩色合成影像上呈暗色调淡蓝色晕圈，与 亮度色调的背景有明显的区别Ｅ６］。 ３．２地表烃类遥感探测实例 中科院广州所王云鹏、丁暄等对上扬子区川东褶 ２９ 维普资讯 http://www.cqvip.com
２０ｏ７年ｌ１月 断 块 油 气 田 第１４卷第６期 皱带东缘齐跃山高陡背斜西侧的石柱复向斜和东侧的 裂隙发育有利于烃类渗漏和遥感判释；另一方面烃类 利川复向斜北部区进行了地表土壤烃类蚀变特征及遥 渗漏也可能指示着油藏太浅和储集性变差，．甚至达不 感机理研究 ］，利用该方法进行的地表烃类蚀变遥感 到开采指标。例如陕北油田甘泉以北的崂山和三十里 信息的提取和基于ＧＩＳ的遥感一有机化探复合分析， 铺有２个区块的遥感信息与下寺湾油田近似甚至更 所圈定出的地表烃类异常区与油气勘探结果在空间分 强，但勘探结果证实其油藏太浅，油气保存太差，因而 布上十分吻合；对鄂尔多斯盆地地表烃类的遥感探测 不具开采价值。因此，利用烃类微渗漏遥感信息来判别 研究，探测发现的地表烃类异常区（带）也与已知油气 具开采价值的油藏，仍然是一个需要进一步深入研究 田和现有勘探结果具有较高的空间吻合率。 的课题 ］。 中国科学院兰州地质研究所应用陆地卫星的假彩 色合成、边缘增强、多时相分析、信息处理提取等方法， ５结论 发现柴达木盆地东部的涩北油气田上方有烃晕异常反 （１）油气遥感技术不断发展，不仅可以在前期油气 映，与油气田符合较好，认为与烃类微渗漏有关。地质 勘探中发挥作用，还将会涉及到油气勘探的各个阶段。 矿产部陈传霖在内蒙二连盆地吉诺尔地区对ＭＳＳ图 在隐蔽油气勘探、岩性油气勘探、水动油气勘探及老油 像进行了深入研究，发现“色调异常”，经钻探在异常区 气田的扩大、挖潜勘探中同样可以取得成效。 出油。 （２）先进的遥感探测器是油气遥感勘探的前提，尤 ４存在问题 其遥感应用研究是基础。随着应用基础研究的不断深 化，定会促使油气遥感勘探技术不断完善。油气遥感勘 从油气构造的遥感解译分析，到综合遥感资料与 探是一种有希望、有前景的勘探技术。 物化探资料进行油气综合评价，再进一步发展到将遥 参 考 文 献 感技术与油气化探、地面波谱测试、地磁、地温、能谱测 量以及地电化学勘探手段相结合而进行的遥感方法直 ［１］陈继福．ＲＳ技术在矿山地质工作中的应用［Ｊ］．科学之友，２００６， 接找油，标志着遥感技术应用在油气勘探领域的一次 （１０）：１７—１９． 次重大飞跃隅］，但是利用遥感探测也存在一定的问题。 ［２］彭望球．遥感概论［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００２：２３２—２４１． ［３］崔卫国，穆桂金，夏斌玛，等．纳斯河山麓冲积扇演变遥感研究［Ｊ］． （１）遥感影像在识别岩性方面，由于火成岩的热红 地理与地理信息科学，２００６，２２（３）：３９－４２． 外光谱特性比其他岩类要清楚得多，所以对于火成岩 ［４］王桂宏，马力宁，夏响华，等．柴达木盆地第四系气田遥感综合勘 的研究相对的较成熟一些。但是对于沉积岩和变质岩 探研究［Ｊ］．石油勘探与开发，２００５，３２（５）：５９—６１． 的研究则相对的较少，主要是由于岩石中的不同矿物 ［５］王云鹏，耿安松，刘德汉．鄂尔多斯盆地地表烃类的遥感探测研究 对热红外光谱影响较大。因此对于岩石和矿物发射光 ［Ｊ］．天然气工业，１９９９，１９（６）：１７—２０． ［６］余华琪，齐小平．石油遥感二十年［Ｊ］．国土资源遥感，１９９９，（３）： 谱特性的关系及其影响因素需要进一步的研究。 １６—２２． （２）将热红外谱域的研究范围延伸到３～５ ｍ和 ［７］ 王云鹏，丁暄．川Ｉ东某地地表土壤烃类蚀变特征及遥感机理研究 ｌ７～２５ ｍ，目前对这２个热红外谱域的岩石、矿物光 ［Ｊ］．地球化学，１９９９，２８（４）：３８１－３９１． 谱特性还知之甚少。 ［８］靳秀良．陕北油田烃类微渗漏遥感化探特征［Ｊ］．国土资源遥感， （３）烃类的微渗漏具有两面性：一方面浅埋油藏和 （编辑杨会朋） 中国石化集团公司重点风险探井——泌深１井开钻 泌深１井位于河南省唐河县毕店乡，设计井深６ ０００ ｍ，２００７年ｌ０月１６日开钻，将是河南油田开展勘探工 作以来井深最大、钻遇地层最多的一口探井。此井的勘探目的在于“在泌阳下面找泌阳”，对河南油田实现资源接 替具有重大意义。 （来源：中国石化新闻网２００７一ｌ０—２３） ３０
