袁崇謙，周建勛

（中國石油大學(xué)油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

衛(wèi)星遙感技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用

袁崇謙，周建勛

（中國石油大學(xué)油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

袁崇謙

衛(wèi)星遙感技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用日趨廣泛，尤其在含油氣盆地構(gòu)造研究和烴類微滲漏檢測方面取得了顯著進(jìn)展。根據(jù)目前國內(nèi)外的研究資料，結(jié)合中國南方的遙感實(shí)例，介紹了盆地的遙感構(gòu)造特征，遙感解譯的方法、步驟和實(shí)際效果。闡述了遙感技術(shù)在油氣藏?zé)N類微滲漏勘探中的檢測原理、方法和應(yīng)用?，F(xiàn)狀表明，高光譜遙感與智能計(jì)算將在油氣勘探中發(fā)揮重要作用。

衛(wèi)星遙感技術(shù)；油氣勘探；構(gòu)造影像；衛(wèi)星圖像解譯；油氣藏

袁崇謙1970年生，中國石油大學(xué)（北京）博士研究生，地質(zhì)資源與地質(zhì)工程專業(yè)。通訊地址：102249北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號中國石油大學(xué)（北京）資源與信息學(xué)院；電話：（010）89733278

衛(wèi)星遙感技術(shù)是遙感技術(shù)與太空探測技術(shù)的結(jié)合。1972年美國地球資源技術(shù)衛(wèi)星ERTS-1（后更名為Landsat-1）的成功發(fā)射，將地球科學(xué)研究帶入“覆蓋全球、穿越層圈”的發(fā)展階段，油氣資源勘探得益于系統(tǒng)、連續(xù)、動態(tài)的遙感觀測數(shù)據(jù)而產(chǎn)生活力。

衛(wèi)星遙感技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用始于含油氣盆地構(gòu)造研究。Collins和Mccown等人最先將ERTS-1遙感資料用于美國阿納達(dá)科盆地和得克薩斯州狹長地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)與線性構(gòu)造研究，在發(fā)現(xiàn)的76個(gè)遙感影像異常區(qū)中有59個(gè)與正在開采的油氣田相對應(yīng)。隨后美國地質(zhì)學(xué)家又在懷俄明州與蒙大拿州集中開展了遙感信息的構(gòu)造分析，研究表明已知油區(qū)大都處于線性體高密度分布區(qū)［1］。前蘇聯(lián)從1976年開始在南曼格什拉克、第聶伯—普里皮雅茨、西西伯利亞等含油氣?。▍^(qū)）進(jìn)行衛(wèi)星遙感構(gòu)造解譯與分析工作，在研究盆地的地質(zhì)構(gòu)造、闡明深部構(gòu)造與地貌景觀之間的相互關(guān)系以及評價(jià)盆地含油氣遠(yuǎn)景等方面，積累了一系列遙感研究成果［2］。

20世紀(jì)80年代中期以來，隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展，烴類微滲漏遙感探測成為油氣資源遙感研究的重要趨勢。美國國家宇航局（NASA）和地球衛(wèi)星委員會（GEOSAT）于80年代初在懷俄明州、西弗吉尼亞州和德克薩斯州選擇了三個(gè)油氣區(qū)，利用Landsat衛(wèi)星影像結(jié)合地球化學(xué)資料開展烴類微滲漏遙感探測工作，結(jié)果表明利用遙感技術(shù)直接探查油氣藏是可行的。Singhroy等［3］、Segal等［4］、Carter等［5］的研究表明，烴類微滲漏造成的地表化學(xué)環(huán)境變化會引起土壤、巖石和植物光譜特性的變化，這種變化又在衛(wèi)星影像上表現(xiàn)為色調(diào)異常，因此通過波段比值與彩色變換等方法增強(qiáng)異常信息可以直接圈定可能的油氣藏。

20世紀(jì)90年代以后，隨著新型遙感傳感器的不斷推出、遙感探測分辨率的不斷提高、高光譜技術(shù)的興起以及圖像處理技術(shù)的長足進(jìn)步，油氣資源遙感進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。一方面，將遙感技術(shù)與物探、化探、地震資料集成在一起進(jìn)行綜合油氣勘探受到越來越多的重視；另一方面，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究以適應(yīng)高速發(fā)展的衛(wèi)星遙感技術(shù)也成為重要的發(fā)展趨勢。

我國油氣資源遙感起步于70年代末期，并于1980年由石油部成立了國內(nèi)第一家以天然氣勘探為服務(wù)方向的遙感地質(zhì)研究所［6］。我國利用遙感技術(shù)進(jìn)行油氣勘探，最初從塔里木盆地西南地區(qū)和柴達(dá)木盆地的先導(dǎo)性遙感油氣勘探試驗(yàn)開始，進(jìn)而逐步擴(kuò)展到全國其他含油氣盆地。“六五”到“九五”期間，先后在豫、藏、內(nèi)蒙、遼、魯、晉、蘇、川、滇、黔、桂等15個(gè)省（區(qū)）進(jìn)行了近500×104km2的遙感地質(zhì)應(yīng)用研究，涉及不同的地質(zhì)構(gòu)造和地貌類型，新解譯局部構(gòu)造（帶）近千個(gè)、斷裂上萬條，預(yù)測了一批有勘探遠(yuǎn)景的含油氣構(gòu)造帶［6－7］。研究手段上，主要利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)、地球物理資料，研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，分析構(gòu)造與油氣富集關(guān)系，確定石油勘探遠(yuǎn)景區(qū)。近幾年來，又配合地面化探和地物波譜數(shù)據(jù)進(jìn)行多源信息綜合分析，為油氣勘探提供有利的勘探靶區(qū)。與國外研究相比，我國油氣資源遙感技術(shù)仍然存在一些問題［8］，如：⑴長期依賴國外資源衛(wèi)星，難以獲得長期、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保障；⑵實(shí)驗(yàn)手段和技術(shù)保障滯后，制約了研究向縱深方向發(fā)展；⑶一般化的、跟蹤模仿性的研究較多，深層次的、探索前瞻性的研究較少；⑷研究分散、技術(shù)集成度差，缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性。

本文著重介紹含油氣盆地構(gòu)造研究和烴類微滲漏檢測的衛(wèi)星遙感技術(shù)原理與方法，希望幫助油氣地質(zhì)勘探工作者了解這一領(lǐng)域的情況，推動這一經(jīng)濟(jì)高效手段在油氣勘探中的廣泛運(yùn)用，為解決油氣資源勘探問題發(fā)揮更好的作用。

1 含油氣盆地構(gòu)造遙感解譯

1.1 衛(wèi)星遙感地質(zhì)構(gòu)造特征

地球表面各式各樣的構(gòu)造形跡，是長期構(gòu)造演化與構(gòu)造變形的產(chǎn)物，是內(nèi)動力地質(zhì)作用與外動力地質(zhì)作用綜合作用的結(jié)果。衛(wèi)星遙感影像客觀、全面、綜合地記錄了地球表面的地質(zhì)構(gòu)造信息，清晰地顯示活動構(gòu)造，有效地揭示隱伏構(gòu)造，其中大量的線性體和環(huán)形體，為分析局部構(gòu)造與區(qū)域構(gòu)造、淺表構(gòu)造與深層構(gòu)造之間的關(guān)系提供了重要信息。

活動構(gòu)造無論是以新構(gòu)造形式出現(xiàn)還是以重新活動的古構(gòu)造形式出現(xiàn)，都可以通過遙感影像上不同的紋線、色線、色帶以及色界線識別出來。斷裂構(gòu)造在遙感影像上通常以線性體的形式出現(xiàn)，部分則以環(huán)形體或其他特殊紋理形式出現(xiàn)。研究表明不同力學(xué)性質(zhì)的斷裂構(gòu)造在遙感影像上表現(xiàn)為不同的線性體形式［9－10］：與擠壓作用有關(guān)的斷裂線性體一般具多組平行、排列較整齊的特點(diǎn)；與拉張作用有關(guān)的斷裂線性體沿某一方向呈鋸齒形追蹤樣式，比較清晰但規(guī)模通常不大；與剪切作用有關(guān)的斷裂線性體可以使兩側(cè)影像發(fā)生錯(cuò)位，有的表現(xiàn)為眾多水系有規(guī)律地沿某一方向發(fā)生同步拐彎或截然斷流。

現(xiàn)今的油氣地質(zhì)工作主要在沉積盆地內(nèi)展開，工作區(qū)內(nèi)往往覆蓋有一定厚度的第四系疏松蓋層。隱伏的斷裂構(gòu)造在遙感圖像上常常比較隱晦，表現(xiàn)出彌散性的影像特征，但是當(dāng)近地表巖層在區(qū)域應(yīng)力場作用下發(fā)生變形時(shí)，深層斷裂對蓋層變形方式起到明顯的控制作用，影響到地表松散沉積物，引起微地貌、水系和色調(diào)異常，從而在遙感圖像上有所反映［11－12］。

衛(wèi)星遙感影像的廣闊視野和高度概括性突破了傳統(tǒng)地質(zhì)方法點(diǎn)、線觀測的局限性，是研究大區(qū)域范圍地質(zhì)構(gòu)造及其展布特征的有力工具；另一方面，高分辨率衛(wèi)星影像（如Quickbird遙感影像最高提供0.6m的地面分辨率）又為局部構(gòu)造精細(xì)分析提供了有效手段。衛(wèi)星遙感這種“既見樹木、又見森林”的技術(shù)特點(diǎn)，使其不僅在石油勘探前期的地質(zhì)構(gòu)造研究方面有著重要作用，在研究盆地的詳細(xì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和有利區(qū)帶分布方面也能發(fā)揮明顯優(yōu)勢。

1.2 構(gòu)造信息提取方法

雖然遙感影像包含了豐富的地質(zhì)構(gòu)造信息，但并非總是直觀明了。遙感影像是地表物質(zhì)（地物）特征的綜合反映，其中的地質(zhì)構(gòu)造信息受到其他地物信息的干擾掩蓋。此外，地物光譜在大氣傳播過程的輻射噪聲也會導(dǎo)致信息質(zhì)量的下降。因此，必須通過特定的方法從遙感數(shù)據(jù)中提取有用的構(gòu)造信息。這一方法的實(shí)質(zhì)是圖像恢復(fù)與信息增強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造特征的解譯。這一過程既是信息處理的技術(shù)問題，同時(shí)也融合了解譯者的地學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通常由五個(gè)步驟組成，如圖1所示。

圖1 遙感信息處理流程圖

1.2.1 數(shù)據(jù)選擇與預(yù)處理

不同分辨率的遙感數(shù)據(jù)價(jià)格差別很大，一般在不同的油氣勘探階段，基于經(jīng)濟(jì)性原則選擇相應(yīng)分辨率的遙感數(shù)據(jù)。目前，區(qū)域油氣勘探中Landsat 7ETM+①ETM+：Landsat系列第7顆衛(wèi)星搭載的傳感器型號是最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。該衛(wèi)星于1999年4月發(fā)射，包括1個(gè)15m分辨率的全色數(shù)據(jù)和6個(gè)30m分辨率的波段數(shù)據(jù)（涵蓋可見光、近紅外、中紅外光譜段）。雖然ETM+的地面最高分辨率為15m，但因構(gòu)造線性信息的特殊性，即便是數(shù)米寬的構(gòu)造形跡也得以清晰反映，因此ETM+遙感數(shù)據(jù)可以滿足1∶20萬尺度的構(gòu)造分析與斷裂系統(tǒng)研究。

大氣校正與幾何校正是遙感數(shù)據(jù)處理最為基礎(chǔ)的工作，如果不重視這一步驟，將會導(dǎo)致圖像質(zhì)量明顯下降。經(jīng)過大氣校正后的遙感圖像消除了數(shù)據(jù)噪聲，使得清晰度明顯提高。幾何校正決定了遙感圖像的坐標(biāo)精度，也是與其他地質(zhì)數(shù)據(jù)配套分析的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。

1.2.2 遙感圖像增強(qiáng)處理

“遙感圖像增強(qiáng)”包括彩色增強(qiáng)、圖像運(yùn)算、空域增強(qiáng)及頻域增強(qiáng)等處理方法［13］，其中彩色合成、比值運(yùn)算、定向?yàn)V波最為常用，具體選擇何種方法視實(shí)際需要和具體地質(zhì)—地貌特征而定。

通過圖像的增強(qiáng)處理可以合成一幅信息豐富、重點(diǎn)突出的彩色圖像，為地質(zhì)構(gòu)造解譯奠定基礎(chǔ)。對于ETM+多光譜數(shù)據(jù)的波段選擇問題，閻積惠等［14］給出了幾個(gè)定量的數(shù)學(xué)依據(jù)，即各波段的方差盡可能大，各波段的相關(guān)系數(shù)盡可能小，各波段的均值相差不能太懸殊。彩色增強(qiáng)過程中還要考慮不同波段的特長：TM1、TM2②TM：Landsat系列第4、第5顆衛(wèi)星搭載的傳感器型號，其后數(shù)字1、2、3等代表某一數(shù)據(jù)波段為可見光波段，對自然景觀中的地物、植被、松散堆積物及水下地形反映敏感；TM3、TM4為近紅外波段，對地面巖石構(gòu)造反映清晰；TM5、TM7為中紅外波段，對蝕變巖類、隱伏構(gòu)造、含水性和水體邊界信息反映效果好。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，地質(zhì)構(gòu)造研究中通常選擇7-4-3或7-4-1波段組合。

“比值處理”是同一遙感圖像、不同波段間相同像元亮度值的算術(shù)除法運(yùn)算，雖然是一種簡單的圖像運(yùn)算，但是由于它能夠消除光照條件的影響、突出細(xì)微的光譜變化，因而是一種常用的圖像增強(qiáng)方法。定向?yàn)V波技術(shù)則是在圖像空域中對線狀構(gòu)造要素進(jìn)行定向增強(qiáng)處理，通過設(shè)置卷積運(yùn)算使用的方向模板，使模板增強(qiáng)方向與所要提取的地質(zhì)構(gòu)造實(shí)際走向盡量一致，從而使該方向的構(gòu)造信息得以增強(qiáng)。通過比值處理與定向?yàn)V波處理后的圖像通常能夠更加準(zhǔn)確明了地反映構(gòu)造現(xiàn)象。如圖2，首先取自對某地區(qū)的圖像（a）進(jìn)行TM4/TM3比值運(yùn)算，然后對中間結(jié)果施加NE15°定向?yàn)V波，運(yùn)算后的灰度圖像（b）突出增強(qiáng)了NNE、NE方向的線性形跡，圖像中部一條NNE向原本模糊的隱伏斷層現(xiàn)在也清楚地顯現(xiàn)出來。

圖2 圖像增強(qiáng)處理示例(7-4-3波段合成的圖像)（a）經(jīng)過比值處理和定向?yàn)V波得到灰度圖像；（b）增強(qiáng)顯示NNE、NE向的構(gòu)造形跡箭頭指示NNE向的隱伏斷層

1.2.3 室內(nèi)解譯與野外驗(yàn)證

“遙感構(gòu)造解譯”是遙感信息到地質(zhì)構(gòu)造信息的轉(zhuǎn)化過程，需要解譯者從錯(cuò)綜復(fù)雜的遙感圖像中識別和分析構(gòu)造形跡的存在標(biāo)志、形態(tài)特征、分布規(guī)律及其組合關(guān)系。解譯者對衛(wèi)星遙感圖像形成機(jī)理的認(rèn)識水平、對遙感圖像中包含的地質(zhì)信息的識別能力以及對研究區(qū)地質(zhì)狀況的掌握程度，在解譯過程中起著關(guān)鍵性作用［15］。

具體解譯過程是根據(jù)遙感影像的光譜特征（色）、影紋特征（影）和形態(tài)特征（形）建立相應(yīng)的解譯標(biāo)志，利用類比的方法進(jìn)行識別。解譯標(biāo)志分為反映地質(zhì)構(gòu)造本身直觀特性的直接解譯標(biāo)志和反映地質(zhì)構(gòu)造與其他地物之間關(guān)系的間接解譯標(biāo)志。

值得注意的是，遙感解譯標(biāo)志不是一成不變的。實(shí)際上，遙感影像的穩(wěn)定性是相對的、有條件的，其變異性是絕對的、普遍的，這就是解譯過程中出現(xiàn)“同譜異物”和“同物異譜”的原因［16］。為了解決遙感信息的模糊性、可變性與地域局限性可能帶來的解譯錯(cuò)誤，一方面應(yīng)該進(jìn)行多時(shí)相、多類型遙感資料的對比分析以及與其他地學(xué)資料相互驗(yàn)證。另一方面，則是對關(guān)鍵地帶進(jìn)行野外實(shí)地驗(yàn)證。

2 烴類微滲漏遙感直接檢測

2.1 油氣藏?zé)N類微滲漏理論基礎(chǔ)

埋藏于地下深部處于動態(tài)平衡狀態(tài)的油氣藏與地表間通常存在著一定的壓力差，其中的烴類物質(zhì)及其伴生化合物因而沿著壓力梯度方向，以滲透運(yùn)移、水動力運(yùn)移和擴(kuò)散運(yùn)移等多種方式［17］，通過上覆巖層的斷層、節(jié)理及微裂隙等通道運(yùn)移至地表,甚至擴(kuò)散至空中，從而在地面物質(zhì)中形成物理與化學(xué)的異常（圖3）。具體表現(xiàn)有六種異常，即土壤吸附烴異常、紅層褪色異常、黏土礦物異常、碳酸鹽礦物異常、地植物異常和放射性異常。地表物理化學(xué)信息異常必然導(dǎo)致光譜特征異常，因此理論上可以從遙感光譜數(shù)據(jù)中得到反映，這就是烴類微滲漏衛(wèi)星遙感直接檢測方法的理論基礎(chǔ)。

2.2 烴類微滲漏的遙感檢測方法

圖3 油氣藏?zé)N類微滲漏模型［17－19］

烴類微滲漏異常在多光譜遙感圖像（如Landsat ETM+）上具有較高的光譜響應(yīng)，表現(xiàn)為不同的能量值即灰度變化，影像呈現(xiàn)斑狀、霧狀、環(huán)形和圓形等暈狀色調(diào)異常，地面規(guī)?？蛇_(dá)數(shù)千米至數(shù)十千米［20］。

實(shí)際應(yīng)用中為了增強(qiáng)異常信息的顯示效果，根據(jù)各種蝕變異常在多光譜圖像不同波段光譜特征的差異，常常利用“比值法”突出油氣異常區(qū)的圖像色帶顯示［4,21－22］。以“紅層褪色異常”為例，烴類物質(zhì)運(yùn)移至地表后被氧化，生成二氧化碳和硫化氫，形成地表的還原環(huán)境，土壤或巖石中三價(jià)鐵離子向二價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化，使原先由三價(jià)鐵離子形成的紅層褪色。二價(jià)鐵離子礦物吸收峰在1.0μm附近，三價(jià)鐵離子礦物吸收峰在0.9 μm附近。根據(jù)兩者的光譜特征差異，利用波段比值TM1/TM3或TM2/TM3來突出油氣異常區(qū)的紅層褪色異常和含鐵礦物的分布信息。一般油氣異常區(qū)有較高的TM1/TM3或TM2/TM3，從而在遙感圖像上以相對高亮度顯示。同樣的道理，可以用TM5/TM7、TM5/TM4突出“黏土礦化”和“碳酸鹽礦化”遙感影像異常。除了比值法外，其他常用的異常信息增強(qiáng)方法還有特征主成分變換與色彩空間變換［23－25］。

從油田地質(zhì)資料得知，烴類微滲漏在許多油氣田普遍存在，由烴類微滲漏造成的地表烴類蝕變體也為油氣物探、化探方法所證實(shí)。綜合已有的工作經(jīng)驗(yàn)，烴類微滲漏遙感檢測在油氣勘探中應(yīng)用的一般步驟為［22－26］：首先根據(jù)土壤成分特征分析，提取反映烴類微滲漏蝕變信息的土壤地球化學(xué)成分因子，然后確定反映烴類微滲漏蝕變信息特征的TM波段比值因子，最后將波段比值與原始波段進(jìn)行彩色合成，并且在地理信息系統(tǒng)支持下，將研究區(qū)已知鉆孔位置標(biāo)注在合成圖像上，一方面檢驗(yàn)烴類微滲漏異常與已知鉆孔含油情況之間的對應(yīng)關(guān)系，另一方面對新的含油氣區(qū)進(jìn)行預(yù)測。

3 應(yīng)用舉例

3.1 斷裂構(gòu)造遙感解譯

圖4來自湖南張家界地區(qū)。與傳統(tǒng)的地質(zhì)方法斷裂填圖相比，利用衛(wèi)星遙感進(jìn)行斷裂解譯的結(jié)果，除了真實(shí)反映本區(qū)斷裂連續(xù)延伸（如F1、F3、F5）的特點(diǎn)，而且能比傳統(tǒng)地質(zhì)方法識別出更多的斷層（如F4），斷裂的不同級別也看得更加清晰。圖5來自貴州遵義地區(qū)，經(jīng)過一定的圖像增強(qiáng)手段，橫貫圖幅的NWW向右行走滑斷層（F1）得以明確識別，不同級別斷裂之間的交切關(guān)系也得以明確。

上述實(shí)例清楚表明，遙感解譯方法較之傳統(tǒng)地質(zhì)方法不僅經(jīng)濟(jì)高效，而且可靠性較高。實(shí)際上，很多大型斷裂構(gòu)造地面露頭的直接觀察比較困難，傳統(tǒng)野外地質(zhì)方法難以全面揭示其區(qū)域延伸狀態(tài)，衛(wèi)星遙感則能很好彌補(bǔ)這一不足，通過將個(gè)別的、分散的構(gòu)造跡象聯(lián)系起來，從而達(dá)到全面了解之目的。因此，人們普遍認(rèn)同衛(wèi)星遙感方法解譯斷裂構(gòu)造通常比常規(guī)野外工作更有效，以遙感資料解譯結(jié)果為基礎(chǔ)編制的小比例尺地質(zhì)圖，較之現(xiàn)有地質(zhì)圖更為客觀、準(zhǔn)確、詳細(xì)。

圖4 湖南張家界地區(qū)傳統(tǒng)野外地質(zhì)方法填圖（a）與衛(wèi)星遙感解譯技術(shù)斷裂填圖（b）的效果對比與傳統(tǒng)的1∶20萬地質(zhì)填圖（a）相比，遙感解譯圖（b）準(zhǔn)確地揭示出本區(qū)斷裂的展布特征。F1—F5為解譯斷層

圖5 貴州遵義地區(qū)傳統(tǒng)野外地質(zhì)方法填圖（a）與遙感解譯技術(shù)斷裂填圖（b）的效果對比與現(xiàn)有1∶20萬地質(zhì)圖（a）相比，遙感解譯圖（b）清晰顯示出本區(qū)斷裂的交切關(guān)系。F1、F2為解譯斷層

3.2 油氣異常信息提取

烴類微滲漏能夠引起地面植物的異常反應(yīng)，因此油氣區(qū)植被波譜特征是油氣遙感中的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容。張昭貴等［27］通過對塔里木盆地塔北地區(qū)枇杷柴的研究后發(fā)現(xiàn)以下特征：

（1）枇杷柴在油氣區(qū)與非油氣區(qū)交界處呈墨綠色，其余地區(qū)為青綠色；

（2）枇杷柴在油氣區(qū)的波譜反射率明顯低于非油氣區(qū)，其差值可達(dá)20%以上；

（3）枇杷柴反射波譜的（左、右）吸收峰深度（H）呈現(xiàn)明顯的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。對應(yīng)680 nm波長吸收峰為H油≤H非油；對應(yīng)960 nm波長吸收峰，在油氣區(qū)為H左≥H右，非油氣區(qū)為H左≤H右。

通過對研究區(qū)紅柳的進(jìn)一步測試，除了發(fā)現(xiàn)其反射波譜特征具有類似的統(tǒng)計(jì)規(guī)律外，還發(fā)現(xiàn)油氣區(qū)的紅柳相對于非油氣區(qū)在680 nm波長處有明顯的“藍(lán)移”現(xiàn)象。依據(jù)植被的波譜特征及其與微滲漏現(xiàn)象的關(guān)系以TM1、TM4、TM5、TM7為主，結(jié)合其他波段圖像，設(shè)計(jì)了彩色合成、主成分變換、比值計(jì)算等圖像增強(qiáng)處理方案。在TM(2×4)/3、TM2/7、TM4/5比值合成圖像上，東河塘油田、輪南油田和桑塔木油田均呈現(xiàn)紫紅色、具霧狀結(jié)構(gòu)，與已知油田的分布十分吻合；其他影像異常區(qū)被劃為有待深入研究的有利區(qū)帶，顯示塔北地區(qū)雖然研究程度甚高并經(jīng)歷多種勘探技術(shù)覆蓋，仍然具有較好的勘探前景。

3.3 氣田遙感綜合勘探

柴達(dá)木盆地東部三湖地區(qū)第四系厚度大，其中夾有可作為較好儲集層的泥質(zhì)細(xì)砂巖和粉砂巖類，構(gòu)成自生自儲成氣組合。該地區(qū)被鹽堿殼大范圍覆蓋，鹽堿殼下存有厚達(dá)數(shù)十米至百米的軟泥層，地震勘探施工難度極大。由于含氣層、表層氣與地表鹽沼等均可造成地震剖面上的低速效應(yīng)，該地區(qū)低幅度構(gòu)造圈閉在常規(guī)地震剖面上得不到真實(shí)反映，根據(jù)已知?dú)馓锖瑲獾卣饦?biāo)志確定的幾口探井都沒有成功［25］。另一方面，該地區(qū)無植被和人文活動干擾，適合利用遙感技術(shù)提取第四系地面構(gòu)造和隱伏構(gòu)造；第四系含氣構(gòu)造存在的烴類微滲漏也能夠在遙感圖像上通過影像形態(tài)、紋理特征及色調(diào)異常反映出來。王桂宏等［28］在利用各種遙感圖像增強(qiáng)手段并與已知?dú)獠剡b感異常標(biāo)志對比的基礎(chǔ)上，在三湖地區(qū)衛(wèi)星遙感圖像上解譯出5個(gè)一級異常區(qū)。其中達(dá)南4號地區(qū)在遙感圖像上有比較明顯的環(huán)形影像異常顯示，地形上顯示為地貌高；與已知的澀北1號氣田對比表明，兩者具有較為相似的地球化學(xué)異常特征；地磁特征表現(xiàn)為寬緩的局部構(gòu)造顯示，細(xì)微特征為鋸齒狀高頻異常；地溫測量為明顯的高異常特征；重新處理的地震主測線上有較明顯的背斜特征，聯(lián)絡(luò)測線上有下拉顯示。綜合上述特征，認(rèn)為達(dá)南4號為含氣構(gòu)造，應(yīng)作為下一步詳探的首選目標(biāo)。

4 結(jié)語

隨著石油天然氣的不斷開采，油氣資源日益減少，勘探難度越來越大。盡管地面調(diào)查、物理勘探、化學(xué)勘探等技術(shù)不斷發(fā)展，但勘探成本十分昂貴。衛(wèi)星遙感技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在油氣勘探中的應(yīng)用已經(jīng)從間接、輔助性邁入直接、綜合性的發(fā)展階段，日益成為油氣勘探中成本低廉、省時(shí)省力、尤其適合環(huán)境條件惡劣地區(qū)地質(zhì)調(diào)查的有效方法。從當(dāng)前我國油氣資源遙感的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，應(yīng)該加強(qiáng)如下幾方面的研究與實(shí)踐。

（1）注重培養(yǎng)復(fù)合型人才。衛(wèi)星遙感技術(shù)是多學(xué)科集成的技術(shù)，對人員素質(zhì)提出了較高的要求。通常遙感技術(shù)專業(yè)人員與油氣勘探技術(shù)人員往往偏重于各自的領(lǐng)域：遙感技術(shù)人員不了解遙感信息的地質(zhì)意義，只能給出純粹的技術(shù)處理結(jié)果，油氣勘探人員則不了解衛(wèi)星圖像的成像機(jī)理，不清楚遙感信息與地面信息之間的對應(yīng)關(guān)系。因此，注重培養(yǎng)和造就通曉地質(zhì)與遙感技術(shù)的復(fù)合型人才，是提高衛(wèi)星遙感油氣勘探應(yīng)用水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（2）推廣高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用。目前油氣資源遙感中應(yīng)用最多的是以ETM+為代表的多光譜數(shù)據(jù)。多光譜數(shù)據(jù)由于光譜分辨率的限制（如ETM+只有7個(gè)波段），很難反映烴類滲漏導(dǎo)致的光譜變化特征。而高光譜技術(shù)為每個(gè)像元提供數(shù)十至數(shù)百個(gè)窄波段光譜信息，能夠產(chǎn)生一條完整而連續(xù)的光譜曲線，從而實(shí)現(xiàn)油氣資源的精細(xì)探測。

（3）加強(qiáng)遙感信息處理的方法研究。一方面，遙感技術(shù)幾十年的發(fā)展積累了海量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，另一方面，現(xiàn)今遙感數(shù)據(jù)處理的方法仍然以目視解譯為主，數(shù)據(jù)供應(yīng)與數(shù)據(jù)使用之間存在著尖銳的矛盾。小波計(jì)算、模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等智能計(jì)算方法，不僅能夠提高海量數(shù)據(jù)的處理效率，甚至能夠自動發(fā)現(xiàn)有用的地質(zhì)構(gòu)造與油氣資源信息。因此，智能計(jì)算技術(shù)是未來遙感信息處理的重要發(fā)展方向。

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編輯：趙國憲

Application of Satellite Remote Sensing Technology in Oil and Gas Exploration

Yuan Chongqian,Zhou Jianxun

The application of satellite remote sensing technology tends to spread wide in oil and gas exploration. Remarkable progress has been made in such areas as research on tectonics of petroliferous basins and detection of reservoir hydrocarbon micro-seepage.Based on the current domestic and international research data and combined with our research in southern China,the methods steps and the application effects for geological structure interpretation of petroliferous basins are introduced.The theory and the detection methods for reservoir hydrocarbon micro-seepage are also briefly introduced.The present situation shows that hyperspectral remote sensing and intelligent computing will play an important role in future oil and gas exploration.

Remote sensing technology;Oil and gas exploration;Tectonic image;Remote image interpretation;Hydrocarbon reservoir

TE19

A

1672-9854(2010)-02-0069-07

2009-06-11；改回日期：2010-03-05

Yuan Chongqian：male,Doctor degree in progress at China University of Petroleum(Beijing).Add:Department of Earth Science,China University of Petroleum,Changping,Beijing,102249 China