遙感信息在預測油氣藏方面的應用

0 引   言

近年來，TM圖像解譯解釋了過去地面地質研究無法獲得的新信息。遙感在石油天然氣研究中發現有意義的構造要素；更有的地區直接檢測到石油天然氣藏烴類微滲漏及在地表引起的蝕變和退色的信息。如前蘇聯應用遙感地質構造和地理地貌綜合信息發現了葉尼塞哈坦加凹陷地區的新的油氣田、同時在德聶伯-頓涅次盆地的老油田應用遙感解譯資料突破原有的構造認識 、使老油田開創新局面。擴大了儲量。美國在猶他州里斯本谷應用TM數據提取烴類物質微滲漏及其他引起土壤和礦物蝕變信息。檢測與發現新的油氣田。

在國內，遙感用于找尋石油與天然氣的工作也已有不少的經驗，在這里介紹兩個地區應用不同遙感手段的研究結果。

1 應用TM數據提取烴類微滲漏檢測油氣藏

1.1 遙感信息提取

有些油氣藏存在烴類微滲漏現象。一般情況油氣沿斷裂構造向地表微滲透并穿過摻透性強的松散蓋層到達地表，逸散于空氣中直接產生烴類氣體異常，過量的甲燒引起植物中毒；地表紅層退色（即三價鐵還原成二價鐵），粘土礦物蝕變。要檢測到與烴類氣體滲漏有關的這一系列信息， 應當用時相最佳、 波段最佳和能在圖像處理中提取烴類信息并制作理想的圖像。

1.1.1 時相的選擇

油氣藏烴類物質微滲漏可能使植物中毒，造成植物早熟，在圖像上呈現與周圍不一樣的色調異常。所用TM圖像成像時間九月份較好，因為秋季中毒與非中毒的植物反射光譜差異明顯。為提取烴類氣體逸散的異常信息，觀測時能見度要好，華北地區九月份天氣晴朗是理想季節。

1.1.2 波段選擇

首先應選擇5波段，利用5波段檢測水能力較強的特點，用以檢測油氣藏地區覆蓋層下含水的隱伏斷裂。其次選擇7波段，用以識別烴類微滲漏引起的粘土礦物的蝕變信息。選擇3波段的目的有2個，其一是研究地植物早熟色調異常，還有一個目的是因為3波段能反映三價鐵還原所引起紅層退色信息。所以從研究目的出發，考慮到波譜鑒別特性而選擇3、5、7波段。

1.1.3 圖像處理與掃描

圖1 油氣沿斷裂滲漏與蝕變信息分布圖
1-線性體；2-油氣沿斷裂微滲漏異常；3-油氣沿斷裂微滲漏并有巖石蝕變和退色現象的地區；4-油氣沿環形斷裂微滲漏異常；5-油氣沿沿環形斷裂微滲漏并有巖石蝕變和退色現象的地區

TM3、5、7波段選擇后，進行波段組合試驗，首先作各波段像元亮度直方圖、對信息弱的7波段信息作亮度拉伸，因為7波段能鑒別巖礦石和土壤的蝕變信息。在選擇3、5、7最佳波段組合方案后作大圖像處理。在圖像上顯示出了烴類氣體逸散所致的云霧狀異常和它引起的蝕變與退色信息，最后掃描成圖像。

1.2 遙感檢測烴類的地質應用

一般油氣藏烴類微滲漏主要是沿斷裂向地表發生的， 而遙感對斷裂構造的解釋效果較好因此通過用遙感檢測烴類微滲漏與線性構造的關系，來尋找油氣藏就成為可能。

在對TM3、5、7合成彩色圖像進行解譯后， 查明區內有NNE向斷裂7條，NNW向斷裂4條， 近于南北向斷裂3條，（見圖1)。這些斷裂絕大部分分布在東明一濮城凹陷區。東明-濮城凹陷區有巨厚的含油氣第三系生油地層，這里航磁顯示強負磁場，是華北找油氣藏的理想地區。

M3、5、7彩色圖像還顯示了大量與石油天然氣局部構造有關的環形影像，這種環是深部隱伏構造的間接顯示。有的環是油氣藏烴類微滲漏及其在地表產生蝕變與退色形成的壞與圈閉。這些環與圈閉沿斷裂發生，也有的沿局部構造周圍發生。這些遙感解譯的環與圈閉異常分布在華北東明一濮城凹陷（見圖1) 航磁負磁場區。

在提取與解譯油氣藏烴類微滲漏信息的同時還分析了區域內的航磁資料、分布在東明-濮城凹陷區的強負磁異常與遙感解譯烴類微滲漏地區對應。同時又根據在平緩的負磁場中有形態規則、強度也不大的沿斷裂分布的局部異常，認為這種異常是深部構造隆起引起的（見圖2)。將圖1和圖2對比， 還發現航磁推斷的局部構造與烴類微滲漏異常區對應。收到航磁與遙感二種信息互相驗證的好效果。

圖2 航磁推斷局部構造圖

Ⅰ-一級；Ⅱ-二級；Ⅲ-三級；Ⅳ-四級

2 應用遙感裂隙場偏差指數法預測油氣藏的局部構造

2.1 方法原理

遙感的線性體偏差指數的數量化分析方法是一種根據地表的地理的地質的線性特征進行 隱伏環狀構造研究的方法。這種方法一開始用于前蘇聯， 他們已利用這種方法在葉尼塞－哈坦加拗陷地區探明了油氣田。

該方法首先將從TM圖像上解譯的線性體分成全球級的，區域級的和局部級的三類。全球級的裂隙場與地球旋轉的應力和潮沙漲落作用有關。它分布全球，表現為發育四組有規律的全球級裂隙。其中南北向裂隙系(M)走向方位角近千零度，東西向裂隙系(L)方位角近于90°。另外有二組共輒斜交裂隙系互和D2, 其方位角近于45°和135° 。上述四組巨型裂隙系中D1和D2，其強度Id1 =Id2。M與L兩組強度變化不大lm=l; 用dp表示全球級兩組裂隙場強度總和。

dp在理想情況下近似于0 , 但在實際情況下是個正數，把dp理解為誤差、或稱之為全球級裂隙場偏差指數。

同理，區域級的裂隙場是由區域構造應力作用造成的，它包括縱向裂隙系L'(與區域構造軸線平行的裂隙系）；橫向裂隙系T'(與區域構造軸線垂直的裂隙系）和兩組共扼斜交裂隙D'1和D'2（方向與區域構造軸成45°交角）。用上述方法可獲得區域級的裂隙場偏差指數dr:

局部級裂隙場在成因與空間位置上與區域級構造有關，有四組局部級裂隙，其中有二個共枙裂隙系O1和O2, 其強度近似相等，可認為在任何位置上都是近似互相抵消的。這樣局部級裂隙場的偏差指數dri由輻射狀裂隙R和同心狀裂隙C所決定。輻射狀裂隙R在構造中心達最大；同心狀裂隙C在構造邊緣處， 即地層的拐點線上最大（見圖3)。

圖3 局部構造的巨型裂隙場圖

1一構造邊界（地層的最大拐點線）；2一輻射狀巨型裂隙系R1 3一同心狀巨型裂隙系c, 4一斜交的巨型裂隙系01和021 5一剖面線，6一面積S(a、b、C一在構造范圍內選擇的小面積）；7一輻射狀巨型裂隙強度，8一同心狀巨型裂隙的強度，9一斜交的巨型裂隙系的強度；10一巨型裂隙系的總強度，11 一基巖，12一表層構造，13一地質界線，14一構造界線

不論全球級、區域級或局部級有多少個裂隙場， 不論裂隙方向如何， 則總的裂隙場 的偏差指數是各個裂隙場的偏差 指數的總和。

即：d=dp+dr+dri

式中d一總的裂隙場偏差指數；dp一全球級裂隙場偏差指數；dr一區域級裂隙場偏差指數；dri一局部級裂隙場偏差指數

在模擬信息轉換數字信息時，首先遇到的兩個問題，即象限和窗口的選擇。

窗口的大小由研究對象的大小與形態決定。較大的窗口（幾十kmx幾十km)——偏 差指數的低值區與較大的凹陷盆地對應；中等窗口（十幾kmx十幾km)一一偏差指數的軸向線（直線，弧線或環線）反應坳凹區的基底隆起區和構造變動帶；小窗口（幾kmx幾km)——偏差指數軸向線反映潛在的局部構造、環狀構造、隱伏巖體等。

象限也不是多了就好，通過試驗并參考已知的資料分析，結論是分成四個象限即可達到要求。所以偏差指數d的實用公式可用下式表示

式中：d一線性體的偏差指數；I一線性體所在窗口相應象限中的總長度（強度）。

由此可見，用線性體偏差指數法能將地殼局部構造邊緣圈繪出來。由于遙感解釋的線性體絕大多數為地殼中裂隙的反映，故這里線性體偏差指數即是裂隙場偏差指數。

2.2 遙感線性偏差指數在預測油氣盆地中局部構造的應用

衛片上解譯的線性體包括了一些不同級別、不同走向的全球級、區域級和局部級的裂隙。不論方向如何，其總的線性體偏差指數所反映的地殼構造均對應于影像上的隱伏環或不連續環。這些構造主要是圓形地質體、隱伏的隆起區與凹陷區。用線性體偏差指數法還可用來劃分向斜、背斜、平行斷裂、撓曲、隱伏的弧形斷裂。線性體偏差指數法最大的特點是它能將圖像上似環非環的影像增強顯示為環或線的信息。

在長江中下游某地首先進行TM圖像解譯， 獲得線性體解譯圖（見圖4)。該線性體圖上地理的、地貌的、地質的線性信息同樣都重要。對解譯的線性體進行數量化分析，

圖4 長江中下游南京一望江地區線性體解譯圖

計算線性體偏差指數， 繪制等值線圖， 高值區軸線連線呈圈閉狀（如圖5)。這些圈閉是地下隆起、或深部隱伏構造引起的。而偏差指數低值區一般對應凹陷區。根據線性體偏差指數等值線圖分析圈出的凹陷區與隆起區和華東石油地質研究隊預測的海相中生界、古生界隆起區分布對應良好（見圖5與圖6)。

圖5 長江中下游地區偏差指數等值線圖

依據地質資料分析，研究區域位于中生代古生代兩次海侵范圍內，區內有巨厚的海相沉積地層，多旋回沉積更替，縱向上有多層生油巖系。在中生界和古生界地層中常見層、間裂隙含油，有的層位有油頁巖，是較理想的生油巖系。

圖6 下揚子盆地加里東晚期一海西早期同生隆起疊合圖

1一中石炭世隆起；，2一下石炭世大塘階隆起；3一晚泥盆世隆起；4一中、晚志留世隆起

研究區內構造活動南強北弱， 北部沉積較好， 南部沉積受到構造活動強烈的破壞。所以長江中下游找油氣藏應重視北部隆起區的研究。

3 小  結

1、應用遙感烴類微滲漏信息作為找油氣指示標志，圈出的油氣微滲漏異常與航磁推斷的隱伏隆起對應。

2、用遙感線性體偏差指數法預測的油氣構造與華東石油地質所預測的海相中生界、古生界油氣資源分布對應較好， 也與據航磁資料推斷的局部構造相對應。遙感方法不論是用于檢測烴類微滲漏信息還是間接找油氣構造， 都是一種經濟有效的方法。

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