基于高光谱遥感和超低频电磁探测技术的油气信息提取

0 引  言

遥感技术在油气勘探中应用不仅对指明勘探方向，缩小勘探目标具有重要作用，而且遥感探测也是一种低成本、快速评价新方法。超低频电磁探测技术作为一种非地震勘探手段，是当前对地下进行低成本、快速勘探的学术前沿，该技术利用天然源超低频电磁波实现探测目标的无损伤探测，并具有穿透力强、体积小、易携带、不受探测地形影响等优点。本文以油气资源快速勘探为目的，以高光谱遥感和超低频电磁探测技术为手段，通过研究油气蚀变信息的高光谱遥感提取、超低频电磁数据分析与处理方法，为提高油气勘探的工作效率和方法途径，解决油气勘探领域目前面临的技术难题提供一个探索性的方案。

1油气信息提取方法与应用

1.1 研究区概况

本文以新疆克拉玛依市红沙嘴勘查区为例，综合利用高光谱遥感和超低频电磁探测技术提取油气信息。红山嘴油田位于车排子隆起东北缘，其基底为石炭系的火山岩和变质岩，上二叠统超覆沉积在油田南部，中生界自南向北超覆沉积于全区。地层总倾向东南，地层倾角3.6°-8.4°。区内断裂多为北东走向，向南部转向近东西走向，断面北西倾，倾角为45°-65°。在构造上，该地区油藏是由单斜背景下的复杂断块岩性油藏所组成。断开层位多在上侏罗统齐古组(J3q)之下，垂直断距为150一300m，水平断距一般不超过120m。由于红山嘴油田主力油藏为南部含油状况较好的稀油油藏即克下组的冲积一洪积相砂砾岩沉积。因此，超低频电磁探测试验主要集中在红山嘴南部的已开采油井，油层平均有效厚度为6.3一13m。以下的储集层描述也以南部稀油储集层为主。

1.2 研究方法与结果

具体研究方法与步骤如下（图1）。

1.2.1 收集勘查区已有地质资料，确定油气蚀变指示矿物

首先对该区域的地质资料进行收集。收集到的地质资料显示该地区粘土矿物富集，泥质岩的粘土矿物以富含二八面体亚族的蒙脱石为主，相对含量高达50%，除此而外，还有绿泥石成分出现，其相对含量一般在30%左右。同时，研究区及其富集地区地层普遍含有菱铁矿。分析表明，油气烃渗漏造成的还原环境所导致的高价铁还原为低价铁的结果，导致地层低价铁富集。因此，结合油气烃渗漏理论，蒙脱石、绿泥石和菱铁矿可以被确定为研究区的油气蚀变指示矿物。

图1 研究方法流程圈

1.2.2 获得勘查区的高光谱遥感影像，进行预处理

本实施例中获得该地区的一幅高光谱影像，对该影像进行大气校正以及几何校正等预处理。

1.2.3 确定油气蚀变指示矿物综合分布区域

对预处理后的高光谱遥感影像，进行油气蚀变指示矿物高光谱信息的提取，并根据提取结果获得蚀变指示矿物的综合分布区域。对确定的油气蚀变指示矿物：蒙脱石、绿泥石和菱铁矿，分析其光谱特征，分别采用不同的提取方法。对于蒙脱石和绿泥石，先采用混合调制匹配滤波(MTMF)进行矿物提取，然后再采用波段比值分析方法进获取矿物分布图，对菱铁矿采用光谱角分类的方法(SAM)获得矿物分布图。

1.2.4 根据蚀变指示矿物的综合分布圈定潜在埋藏区

综合蒙脱石、绿泥石和菱铁矿三种的矿物分布图，获得油气蚀变的综合分布区域，确定油气潜在埋藏区。其中，蒙脱石，菱铁矿和绿泥石三种蚀变矿物的分布区域较为一致，形成了北中南三个异常区域，北部较为富集，南部较为稀少，因此北部异常区为潜在埋藏区(图2左图)。

1.2.5 获取超低频探测数据

综合已有地质资料和现有条件，选择北部异常区设计超低频探测路线，布设测线(探测剖面)1条，测点6个，在每个测点进行实地探测，获得超低频探测数据。

1.2.6 确定具体的油气勘探靶区

在将获取的超低频探测数据进行处理时，对单个测点探测的超低频数据，先进行叠加处理，再进行自适应阑值小波去噪，获得一维探测曲线，然后对6个测点数据采用反距离加权方法生成超低频探测二维剖面图。其中，测点1、测点2之间的超低频振幅高于其它测点，说明该段地层可能因为油气藏得存在而使得其电阻率相对较高，故推测其为油气潜在埋藏区(图2下图)。

圈2 矿物光漪指数综合信息提取结果与超低绷电盛探洲结果圈

其中,左圈为光资指效稼合信息提取结果圈,蓝色:滚脱石.红色:菱铁矿.绿色:绿泥石,右圈为超低纽电徽探侧结果圈

2 结 论

通过上述研究方法，并结合已有的地质资料，将获得的超低频数据以及蚀变矿物分布图进行综合分析。结果表明，影像覆盖的北部地区存在多种油气烃蚀变异常。而在对油气蚀变区域进行超低频探测后，发现超低频二维剖面上呈现为较高振幅，推测可能为储油层。同时该地区的地质资料也表明该地区的克下组地层为冲积一洪积相砂砾岩沉积，具有良好的生油和储油构造，进一步验证了我们的勘查结果。本文通过对红山嘴地区的高光谱信息提取和超低频电磁探测分析，表明综合利用高光谱遥感和超低频电磁探测技术提取油气信息，够快速有效的实现测区从地表至地下的油气信息分析，其结论与己知地质结果相吻合，验证了该方法具有应用前景。

莱森光学- iSpecHyper-VM系列无人机机载高光谱成像系统

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莱森光学- iSpecField-系列手持式/便携式地物光谱仪

莱森光学-iSpecField系列地物光谱仪是莱森光学（LiSen Optics）专门用于野外遥感测量、土壤环境、矿物地质勘探等领域的最新明星产品，由于其操作灵活、便携方便、光谱测试速度快、光谱数据准确是一款真正意义上便携式地物光谱仪。iSpecField系列地物光谱仪光谱范围250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm,采用了工业级触控显示屏手柄探头，手柄探头同时采用了独有光学设计内置摄像头（相机）、GPS、激光指示器、内置光学快门控制，同时地物光谱仪主机与工业级触控显示屏手柄探头一体化设计，可野外现场直接进行地物光谱操作测量，野外操作更加便捷方便，非常适合复杂的野外地物光谱测量。

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² 大容量电池，续航时间4-5小时，供电电池模块可拆卸，可配置备用电池模块，满足长时间野外测量

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