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遥感信息在预测油气藏方面的应用

遥感信息在预测油气藏方面的应用


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0   言

近年来,TM图像解译解释了过去地面地质研究无法获得的新信息。遥感在石油天然气研究中发现有意义的构造要素;更有的地区直接检测到石油天然气藏烃类微渗漏及在地表引起的蚀变和退色的信息。如前苏联应用遥感地质构造和地理地貌综合信息发现了叶尼塞哈坦加凹陷地区的新的油气田、同时在德聂伯-顿涅次盆地的老油田应用遥感解译资料突破原有的构造认识 、使老油田开创新局面。扩大了储量。美国在犹他州里斯本谷应用TM数据提取烃类物质微渗漏及其他引起土壤和矿物蚀变信息。检测与发现新的油气田。

在国内,遥感用于找寻石油与天然气的工作也已有不少的经验,在这里介绍两个地区应用不同遥感手段的研究结果。



1 应用TM数据提取烃类微渗漏检测油气藏

1.1 遥感信息提取

有些油气藏存在烃类微渗漏现象。一般情况油气沿断裂构造向地表微渗透并穿过掺透性强的松散盖层到达地表,逸散于空气中直接产生烃类气体异常,过量的甲烧引起植物中毒;地表红层退色(即三价铁还原成二价铁),粘土矿物蚀变。要检测到与烃类气体渗漏有关的这一系列信息, 应当用时相最佳、 波段最佳和能在图像处理中提取烃类信息并制作理想的图像。

1.1.1 时相的选择

油气藏烃类物质微渗漏可能使植物中毒,造成植物早熟,在图像上呈现与周围不一样的色调异常。所用TM图像成像时间九月份较好,因为秋季中毒与非中毒的植物反射光谱差异明显。为提取烃类气体逸散的异常信息,观测时能见度要好,华北地区九月份天气晴朗是理想季节。

1.1.2 波段选择

首先应选择5波段,利用5波段检测水能力较强的特点,用以检测油气藏地区覆盖层下含水的隐伏断裂。其次选择7波段,用以识别烃类微渗漏引起的粘土矿物的蚀变信息。选择3波段的目的有2个,其一是研究地植物早熟色调异常,还有一个目的是因为3波段能反映三价铁还原所引起红层退色信息。所以从研究目的出发,考虑到波谱鉴别特性而选择3、5、7波段。

1.1.3 图像处理与扫描

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1 油气沿断裂渗漏与蚀变信息分布图
1-线性体;2-油气沿断裂微渗漏异常;3-油气沿断裂微渗漏并有岩石蚀变和退色现象的地区;4-油气沿环形断裂微渗漏异常;5-油气沿沿环形断裂微渗漏并有岩石蚀变和退色现象的地区

TM3、5、7波段选择后,进行波段组合试验,首先作各波段像元亮度直方图、对信息弱的7波段信息作亮度拉伸,因为7波段能鉴别岩矿石和土壤的蚀变信息。在选择3、5、7最佳波段组合方案后作大图像处理。在图像上显示出了烃类气体逸散所致的云雾状异常和它引起的蚀变与退色信息,最后扫描成图像。


1.2 遥感检测烃类的地质应用

一般油气藏烃类微渗漏主要是沿断裂向地表发生的, 而遥感对断裂构造的解释效果较好因此通过用遥感检测烃类微渗漏与线性构造的关系,来寻找油气藏就成为可能。

在对TM3、5、7合成彩色图像进行解译后, 查明区内有NNE向断裂7条,NNW向断裂4条, 近于南北向断裂3条,(见图1)。这些断裂绝大部分分布在东明一濮城凹陷区。东明-濮城凹陷区有巨厚的含油气第三系生油地层,这里航磁显示强负磁场,是华北找油气藏的理想地区。

M3、5、7彩色图像还显示了大量与石油天然气局部构造有关的环形影像,这种环是深部隐伏构造的间接显示。有的环是油气藏烃类微渗漏及其在地表产生蚀变与退色形成的坏与圈闭。这些环与圈闭沿断裂发生,也有的沿局部构造周围发生。这些遥感解译的环与圈闭异常分布在华北东明一濮城凹陷(见图1) 航磁负磁场区。

在提取与解译油气藏烃类微渗漏信息的同时还分析了区域内的航磁资料、分布在东明-濮城凹陷区的强负磁异常与遥感解译烃类微渗漏地区对应。同时又根据在平缓的负磁场中有形态规则、强度也不大的沿断裂分布的局部异常,认为这种异常是深部构造隆起引起的(见图2)。将图1和图2对比, 还发现航磁推断的局部构造与烃类微渗漏异常区对应。收到航磁与遥感二种信息互相验证的好效果。

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2 航磁推断局部构造图

Ⅰ-一级;Ⅱ-二级;Ⅲ-三级;Ⅳ-四级



2 应用遥感裂隙场偏差指数法预测油气藏的局部构造

2.1 方法原理

遥感的线性体偏差指数的数量化分析方法是一种根据地表的地理的地质的线性特征进行 隐伏环状构造研究的方法。这种方法一开始用于前苏联, 他们已利用这种方法在叶尼塞-哈坦加拗陷地区探明了油气田。

该方法首先将从TM图像上解译的线性体分成全球级的,区域级的和局部级的三类。全球级的裂隙场与地球旋转的应力和潮沙涨落作用有关。它分布全球,表现为发育四组有规律的全球级裂隙。其中南北向裂隙系(M)走向方位角近千零度,东西向裂隙系(L)方位角近于90°。另外有二组共辄斜交裂隙系互和D2, 其方位角近于45°和135° 。上述四组巨型裂隙系中D1和D2,其强度Id1 =Id2。M与L两组强度变化不大lm=l; 用dp表示全球级两组裂隙场强度总和。

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dp在理想情况下近似于0 , 但在实际情况下是个正数,把dp理解为误差、或称之为全球级裂隙场偏差指数。

同理,区域级的裂隙场是由区域构造应力作用造成的,它包括纵向裂隙系L'(与区域构造轴线平行的裂隙系);横向裂隙系T'(与区域构造轴线垂直的裂隙系)和两组共扼斜交裂隙D'1和D'2(方向与区域构造轴成45°交角)。用上述方法可获得区域级的裂隙场偏差指数dr:

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局部级裂隙场在成因与空间位置上与区域级构造有关,有四组局部级裂隙,其中有二个共枙裂隙系O1和O2, 其强度近似相等,可认为在任何位置上都是近似互相抵消的。这样局部级裂隙场的偏差指数dri由辐射状裂隙R和同心状裂隙C所决定。辐射状裂隙R在构造中心达最大;同心状裂隙C在构造边缘处, 即地层的拐点线上最大(见图3)。

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3 局部构造的巨型裂隙场图

1一构造边界(地层的最大拐点线);2一辐射状巨型裂隙系R1 3一同心状巨型裂隙系c, 4一斜交的巨型裂隙系01和021 5一剖面线,6一面积S(a、b、C一在构造范围内选择的小面积);7一辐射状巨型裂隙强度,8一同心状巨型裂隙的强度,9一斜交的巨型裂隙系的强度;10一巨型裂隙系的总强度,11 一基岩,12一表层构造,13一地质界线,14一构造界线


不论全球级、区域级或局部级有多少个裂隙场, 不论裂隙方向如何, 则总的裂隙场 的偏差指数是各个裂隙场的偏差 指数的总和。

即:d=dp+dr+dri

式中d一总的裂隙场偏差指数;dp一全球级裂隙场偏差指数;dr一区域级裂隙场偏差指数;dri一局部级裂隙场偏差指数

在模拟信息转换数字信息时,首先遇到的两个问题,即象限和窗口的选择。

窗口的大小由研究对象的大小与形态决定。较大的窗口(几十kmx几十km)——偏 差指数的低值区与较大的凹陷盆地对应;中等窗口(十几kmx十几km)一一偏差指数的轴向线(直线,弧线或环线)反应坳凹区的基底隆起区和构造变动带;小窗口(几kmx几km)——偏差指数轴向线反映潜在的局部构造、环状构造、隐伏岩体等。

象限也不是多了就好,通过试验并参考已知的资料分析,结论是分成四个象限即可达到要求。所以偏差指数d的实用公式可用下式表示

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式中:d一线性体的偏差指数;I一线性体所在窗口相应象限中的总长度(强度)。

由此可见,用线性体偏差指数法能将地壳局部构造边缘圈绘出来。由于遥感解释的线性体绝大多数为地壳中裂隙的反映,故这里线性体偏差指数即是裂隙场偏差指数。

2.2 遥感线性偏差指数在预测油气盆地中局部构造的应用

卫片上解译的线性体包括了一些不同级别、不同走向的全球级、区域级和局部级的裂隙。不论方向如何,其总的线性体偏差指数所反映的地壳构造均对应于影像上的隐伏环或不连续环。这些构造主要是圆形地质体、隐伏的隆起区与凹陷区。用线性体偏差指数法还可用来划分向斜、背斜、平行断裂、挠曲、隐伏的弧形断裂。线性体偏差指数法最大的特点是它能将图像上似环非环的影像增强显示为环或线的信息。

在长江中下游某地首先进行TM图像解译, 获得线性体解译图(见图4)。该线性体图上地理的、地貌的、地质的线性信息同样都重要。对解译的线性体进行数量化分析,

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4 长江中下游南京一望江地区线性体解译图

计算线性体偏差指数, 绘制等值线图, 高值区轴线连线呈圈闭状(如图5)。这些圈闭是地下隆起、或深部隐伏构造引起的。而偏差指数低值区一般对应凹陷区。根据线性体偏差指数等值线图分析圈出的凹陷区与隆起区和华东石油地质研究队预测的海相中生界、古生界隆起区分布对应良好(见图5与图6)。

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5 长江中下游地区偏差指数等值线图


依据地质资料分析,研究区域位于中生代古生代两次海侵范围内,区内有巨厚的海相沉积地层,多旋回沉积更替,纵向上有多层生油岩系。在中生界和古生界地层中常见层、间裂隙含油,有的层位有油页岩,是较理想的生油岩系


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6 下扬子盆地加里东晚期一海西早期同生隆起叠合图

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


研究区内构造活动南强北弱, 北部沉积较好, 南部沉积受到构造活动强烈的破坏。所以长江中下游找油气藏应重视北部隆起区的研究。



3 小  结

1、应用遥感烃类微渗漏信息作为找油气指示标志,圈出的油气微渗漏异常与航磁推断的隐伏隆起对应。

2、用遥感线性体偏差指数法预测的油气构造与华东石油地质所预测的海相中生界、古生界油气资源分布对应较好, 也与据航磁资料推断的局部构造相对应。遥感方法不论是用于检测烃类微渗漏信息还是间接找油气构造, 都是一种经济有效的方法。


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