遥感技术在油气勘探中的应用

尚振兰　姜艳

【摘 要】遥感影像全面、客观地记录了地表综合景观的各种特征，可通过对其图像特征的提取，获得丰富的地质信息。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。本文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

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，而且还可以获得物体的成分、结构和理化特征，从而实现识别的目的。

1.1油气遥感的间接探测

间接探测主要是分析遥感图像的几何特征，在油气遥感勘探中已广泛应用。主要是判别地质构造和隐伏的油气储构造。

（1）根据影像的形态、色调和影纹（形态的组合）进行判断，最主要的是线性构造的识别及环影影像的识别。

出露地表的线性构造往往具有明显的地貌特征，如断层、河流直线段等。对于隐伏的线性构造，在遥感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度及植物群落特征的差异，在遥感图像上表明为一条明显的线性影迹。

（2）根据水系发育的特征，来推断区域岩性分布及区域构造。

一般水系密度主要反映地表岩性特征，水系形态反映地下构造环境，在油气遥感勘探中，水系形态分析对推断隐伏油气储集结构有着重要意义。

1.2油气遥感的直接探测

直接勘探主要是利用遥感技术探测烃类微渗漏的地表标志，实现推断地下油气藏的存在。这些烃类异常的地表标志的探测机理就是捕获地物目标的分子或分子群的电磁波谱特征。

2.利用遥感资料进行地质地貌判读

2.1地貌判读

地貌判读对于地质找矿、石油天然气勘探、构造分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，综合分析判读[3]。

利用遥感技术可进行流水地貌判读、黄土地貌判读、卡斯特地貌判读、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。

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的效果。不同的沉积相因组成物质不同河后期地表地貌的不同，遥感影像上表现出不同的光谱特征[8]。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，分析了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]。影响色调的因素还包括岩石表面的湿度、粗糙度、粘度大小。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。

另外，很多时候水系形态、地貌特征、土壤植被等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

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；后者则更多的运用间接标志，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。

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，如水系异常、色调异常，甚至会出现微地貌异常[9]。

3.油气遥感技术存在问题及展望

从油气构造的遥感解译分析，到综合遥感资料与物化探资料进行油气综合评价，再进一步发展到将遥感技术与油气化探、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接找油，标志着遥感技术应用在油气勘探领域的一次次重大飞跃[5]。但是利用遥感探测也存在一定的问题：

（1）遥感影像在识别岩性方面，由于火成岩的热红外光谱特性比其它岩类要清楚得多，所以对于火成岩的研究相对的较成熟一些。但是对于沉积岩和变质岩的研究则相对的较少，主要是由于岩石中的不同矿物对热红外光谱影响较大。因此对于岩石和矿物发射光谱特性的关系及其影响因素需要进一步的研究。

（2）将热红外谱域的研究延伸到3～5μm和17～25μm，目前对这两个热红外谱域的岩石、矿物光谱特性还知之甚少。

油气遥感技术不断发展，不仅可以在前期油气勘探中发挥作用，并将会涉及到油气勘探的各个阶段。在隐蔽油气勘探、岩性油气勘探、水动油气勘探及老油气田的扩大、挖潜勘探中同样可以取得成效。

先进的遥感探测器是油气遥感勘探的前提，尤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。油气遥感勘探是一种有希望、有前景的勘探技术[2]。

【参考文献】

[1]陈继福.RS技术在矿山地质工作中的应用[J].科学之友，2006，10.

[2]宋小宁.遥感影像复合与油气显示的相关性研究.硕士学位论文，2005.

[3]彭望琭.遥感概论[M].北京：高等教育出版社，2002.

[4]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[J].天然气工业，1999， 19（6）.

[5]余华琪，齐小平.石油遥感二十年[J].国土资源遥感，1999，No.3.

[6]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，1999，No.4.

[7]王云鹏，丁暄.川东某地地表土壤烃类蚀变特征及遥感机理研究[J].地球化学，1999，Vol.28，No.4.

[8]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].地理与地理信息科学，2006，Vol.22，No.3.

[9]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探研究[J].石油勘探与开发，2005，Vol.32，No.5.