CN103728672A

CN103728672A - 一种基于高光谱遥感和电磁探测勘测油气的方法

Info

Publication number: CN103728672A
Application number: CN201210385576.5A
Authority: CN
Inventors: 刘丹丹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明公开了一种基于高光谱和超低频电磁探测技术提供一种油气勘查方法，所述方法包括以下步骤：收集勘查区已有地质资料，根据收集的资料并结合油气烃渗漏理论，确定勘查区的油气蚀变指示矿物，获得勘查区无植被区和有植被区的高光谱遥感影像，进行预处理，然后对无植被和植被区域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油气蚀变指示矿物的综合分布区域；在油气潜在埋藏区内进行超低频电磁探测，获取超低频探测数据，并对获得的超低频电磁探测数据进行处理与油气信息提取与分析，再结合已有的地质资料以及地表油气蚀变信息，确定油气勘探靶区。然后通过野外采集探靶区的土壤样品，进行波谱测试、酸解烃化验分析以及土壤样品矿物成分分析，定性地得出研究区实测土壤矿物成分与高光谱遥感信息提取结果的一致性，从而为验证探靶区提供了有力的证明。

Description

一种基于高光谱遥感和电磁探测勘测油气的方法

技术领域

本发明涉及油气资源勘测技术领域，特别是涉及一种综合利用高光谱遥感和超低频电磁探测技术的油气勘查方法。

背景技术

随着经济的高速发展，我国能源需求和供应矛盾加剧，油气资源短缺已成为制约国内经济发展的主要瓶颈之一。另一方面，当前国内外油气勘探形式则发生了新的变化，复杂埋藏条件、隐蔽类油气藏成为油气勘探的主要区域。这类油气藏通常地质条件更为苛刻、勘探成本更为高昂。在这种情况下，发挥非地震勘探手段的优势，探索新的多学科油气勘探综合应用模式，提高油气勘探的工作效率变得非常必要。

高光谱遥感可以快速获得大面积区域的地表高光谱信息，尤其可以针对部分具有植被的地表，通过地表蚀变的光谱信息，来推测地下的油气信息。超低频电磁波可以穿透地下物质，对地层的电性特征有良好的反应，可以用探测地下储油层的物性界面，进而提取油气信息，并且通过试验数据来验证是否有效。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种油气勘查方法，以克服现有技术中由于复杂地形影响以及植被影响而造成勘探困难的缺陷，并且通过试验验证其准确性。

为达到上述目的，本发明综合利用高光谱和超低频技术提供一种油气勘查方法，所述方法包括以下步骤：收集勘查区已有地质资料，根据收集的资料并结合油气烃渗漏理论，确定勘查区的油气蚀变指示矿物，获得勘查区的高光谱遥感影像，进行预处理，然后对无植被和植被区域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油气蚀变指示矿物的综合分布区域，由此圈定；在油气潜在埋藏区内进行超低频电磁探测，获取超低频探测数据，并对获得的超低频电磁探测数据进行处理与油气信息提取与分析，再结合已有的地质资料以及地表油气蚀变信息，确定油气勘探靶区。通过野外采集探靶区的土壤样品进行波谱测试、酸解烃化验分析，找出了波谱测试烃吸收数据和酸解烃数据两者之间的相关性；同时，做了土壤样品矿物成分分析，定性地得出研究区实测土壤矿物成分与高光谱遥感信息提取结果的一致性。这都为上述的研究有效性提供了有力的证明。

优选地，所述选定勘查区油气蚀变指示矿物的步骤，具体为：根据收集的地质资料，结合油气烃渗漏理论，确定用于高光谱遥感识别的油气蚀变指示矿物。

优选地，所述高光谱影像选择210～21396μm为研究波段。

优选地，所述的油气蚀变指示矿物高光谱信息的提取步骤，具体为：无植被区，对高光谱影像进行基于蚀变矿物的油气信息提取；植被区，对高光谱影像进行基于植被光谱异常的油气信息提取；提取结果加权处理获得蚀变指示矿物的综合分布区域；提取过程还包括基于小波的PAC特征提取和基于小波的Fisher特征提取，从而得到特征图像。

优选地，所述的超低频电磁探测步骤，具体为：综合已有地质资料和现有条件，详细设计探测路线，在每个测点重复探测。

优选地，所述的超低频电磁探测数据处理步骤，具体为：对单个测点多次重复探测数据，先进行叠加处理，然后再采用自适应阈值小波方法进行去噪，对于多个测定的数据采用反距离加权法生成超低频探测二维剖面图。

优选地，所述确定油气勘探靶区的步骤，具体为：结合现有地质资料，根据超低频探测二维剖面图以及油气蚀变分布图，综合分析，确定油气勘探靶区。

优选地，包含验证过程：采集探靶区的土壤样品进行波谱测试、酸解烃化验分析，做土壤样品矿物成分分析，定性地得出研究区实测土壤矿物成分与高光谱遥感信息提取结果的一致性。

本发明是一种综合利用高光谱遥感和超低频电磁探测技术的油气勘查方法，避免了测井，人工地震等高成本的物探方法，能够快速有效的实现测区从地表至地下的油气信息分析，勘查快速快，面积大，成本低，特别适用于复杂地形，具有一定植被区域的地区，并且能验证有效性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例综合利用高光谱遥感和超低频电磁探测技术的油气勘查方法对本发明进行详细说明。本实施例包括以下步骤：

(1)收集勘查区已有地质资料，并根据已有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，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，菱铁矿等可以被确定为研究区的油气蚀变指示矿物。

(2)高光谱测定：采用便携式地物波谱仪在获得采样点上的高光谱数据，并且进行预处理：获取十条以上的高光谱曲线，删除与其他曲线存在明显差异的异常曲线，再计算每个采样点剩余高光谱曲线的平均值，得到每个采样点高光谱曲线，从而进一步得到高光谱遥感影像；述预处理还依次包括如下步骤：将高光谱遥感影像数据另存为ENVI标准格式，并选择其中有效的波段；对高光谱遥感影像数据进行去除死像素列的处理；对高光谱遥感影像数据进行去除条带噪声的处理；对高光谱遥感影像数据进行辐射校正处理；对高光谱遥感影像数据进行降噪处理。

(3)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，其中包含基于小波的PAC特征提取步骤；基于小波的Fisher特征提取步骤。并根据提取结果获得蚀变指示矿物的综合分布区域。

(4)根据蚀变指示矿物的综合分布圈定油气潜在埋藏区。

(5)在圈定的油气潜在埋藏区内进行超低频电磁探测，获得超低频探测数据。本实施例中，综合已有地质资料和现有条件，布设测线(探测剖面)1条，测点6，在每个测点进行实地探测，选择探测步距1米，探测波形8个，探测距离30-800米；在测点发射并接收弹性波，其中，所述弹性驻波是由电机振动作为震源产生的入射波与经探测目的物底界面反射产生的反射波相干涉而形成的驻波；确定相关数据。

(6)将获取的超低频探测数据进行处理，再结合已有的地质资料以及地表油气蚀变信息，进行油气信息提取与分析，确定具体的油气勘探靶区。

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。

采集的土壤样品做了波谱测试、酸解烃和矿物成分分析。选择采样点，所述采样点未遭受人为干扰，且采样点不存在污染胁迫；在各采样点处取深度为大于30cm的土壤，土壤取样量重600-800g，结果表明：土壤波谱测试分析呈现出粘土矿物，矿物组分分析结果是粘土矿物的结果，证实了蚀变信息和较强的菱铁矿信息组合是识别油气区的有利遥感解译标志。酸解烃分析从地球化学场等角度验证了研究区属于高背景场和以甲烷为主的地下含油气性结论，以及实测波谱数据烃指数和酸解烃甲烷两者之间的相关性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种油气勘查方法，其特征在于：该方法包含高光谱遥感、超低频探测以及试验验证过程，具体包括以下步骤：

1、收集勘查区已有地质资料，并根据已有资料确定油气蚀变指示矿物；

2、采用高光谱成像仪获取勘查区高光谱遥感影像数据，选择210～21396μm为研究波段，高光谱遥感影像数据来源于植被区和无植被区，并且对上述遥感影像数据进行预处理；

其中，所述预处理依次包括如下过程：

1)将高光谱遥感影像数据另存为ENVI标准格式，并选择其中有效的波段；

2)对高光谱遥感影像数据进行去除死像素列的处理；

3)对高光谱遥感影像数据进行去除条带噪声的处理；

4)对高光谱遥感影像数据进行辐射校正处理；

5)对高光谱遥感影像数据进行降噪处理。

2.对预处理后的高光谱遥感影像数据，进行油气蚀变指示矿物高光谱信息的提取：无植被区，对高光谱影像进行基于蚀变矿物的油气信息提取；植被区，对高光谱影像进行基于植被光谱异常的油气信息提取；提取结果加权处理获得蚀变指示矿物的综合分布区域；

其中，所述的高光谱信息的提取包括如下处理：

1)基于小波的PAC特征提取；

2)基于小波的Fisher特征提取。

3.根据蚀变指示矿物的综合分布圈定油气潜在埋藏区。

4.在圈定的油气潜在埋藏区内进行超低频电磁探测，获得超低频探测数据；

其中步骤5还包括如下过程：

1)探测时，选择空旷地的6个测点探测，以避免干扰；

2)选择探测步距1米，探测波形8个，探测距离30-800米；

3)在测点发射并接收弹性波，其中，所述弹性驻波是由电机振动作为震源产生的入射波与经探测目的物底界面反射产生的反射波相干涉而形成的驻波，形成相关数据。

5.将获取的超低频探测数据进行处理得到超低频探测二维剖面图，再结合已有的地质资料，根据所述超低频探测二维剖面图以及油气蚀变分布图，进行综合分析，确定油气勘探靶区。

6.采集探靶区的土壤，进行波谱测试，土壤酸解烃化验分析并实测土壤矿物质成分，验证上述油气蚀变指示矿物与实测土壤成分的一致性；

其中，步骤7还包括下述过程：

1)选择采样点，所述采样点未遭受人为干扰，且采样点不存在污染胁迫；在各采样点处取深度为大于30cm的土壤，土壤取样量重600-800g；

2)土壤样品分别在室内和室外条件下作波谱测试，测试采用一点多次测量的方法，避免环境因素以及人为因素的影响，真实反映波谱特性。