RU2544309C2 - Remote detection of deposits of hydrocarbons - Google Patents

Remote detection of deposits of hydrocarbons Download PDF

Info

Publication number
RU2544309C2
RU2544309C2 RU2013106589/28A RU2013106589A RU2544309C2 RU 2544309 C2 RU2544309 C2 RU 2544309C2 RU 2013106589/28 A RU2013106589/28 A RU 2013106589/28A RU 2013106589 A RU2013106589 A RU 2013106589A RU 2544309 C2 RU2544309 C2 RU 2544309C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microns
spectral
images
hydrocarbon
mcm
Prior art date
Application number
RU2013106589/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013106589A (en
Inventor
Алексей Олегович Ковалев
Original Assignee
Алексей Олегович Ковалев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Олегович Ковалев filed Critical Алексей Олегович Ковалев
Priority to RU2013106589/28A priority Critical patent/RU2544309C2/en
Publication of RU2013106589A publication Critical patent/RU2013106589A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2544309C2 publication Critical patent/RU2544309C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

FIELD: physics, geophysics.
SUBSTANCE: invention relates to optical geological survey and can be used for detection of hydrocarbons at licensed plots. Aircraft survey of plot territory is executed when there is no snow cover. Note here that said survey is executed for the first time in the day time in spectral bands of 0.43-0.49 mcm, 0.5-0.59 mcm, 0.6-0.69 mcm, 0.7-0.9 mcm, 1.5-2.5 mcm, and for the second time in, by night in the bans of 8.0-14.0 mcm Territory buzzing is organised so that at least one route allows surveying of reference area whereat deposits of hydrocarbons exist. Registered digital images are subjected with the help of computer program to geometrical correction and geologically referenced, leveled in brightness and combined in single mosaic frame represented in cartographic projection. Low-contrast abnormalities are defined. For this, said computer program is used to subject every spectral-zone mosaic image is subjected to brightness normalisation and low-frequency filtration. Then, binarisation is executed on the basis of threshold. Note here that threshold is defined for every spectral zone over reference area of mosaic picture. Binary images of spectral zones are algebraically summed to get half-hue images wherein sections with maximum signal magnitude correspond to expected hydrocarbon abnormalities with program-defined geodesic coordinates.
EFFECT: higher validity of outlining the hydrocarbon abnormalities.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области поиска месторождений углеводородов (УВ) на разрабатываемых (лицензионных) участках с использованием спектрозональных сканерных аэроизображений. Под лицензионными участками понимаются области площадью, например, 500 км2, представленные в картографическом масштабе от 1:50000 до 1:100000 и выделяемые Министерством природных ресурсов для обнаружения залежей нефти или газа.The invention relates to the field of search for hydrocarbon deposits (HC) in the developed (licensed) areas using spectrozonal scanner aerial images. Licensed areas are areas of, for example, 500 km 2 , represented on a cartographic scale from 1: 50,000 to 1: 100,000 and allocated by the Ministry of Natural Resources to detect oil or gas deposits.

Изобретение в своей основе базируется на общеизвестном факте, что флюиды, поднимаясь от залежей углеводородов сквозь земную кору, не только создают на земной поверхности биогеохимические аномалии, но и изменяют ее температуру. Биогеохимические процессы приводят к изменению спектральной яркости почв, камней и растительности в разных диапазонах электромагнитного спектра [1-3]. Работы по выявлению подобных аномалий с использованием материалов аэрокосмической съемки активно проводились в СССР с середины 80-х годов прошлого столетия. Однако малая величина полезного сигнала, определяемая в ходе дешифрирования текстурно неоднородных снимков, позволяет характеризовать известные способы, как малонадежные, приводящие к выделению большого числа ложных контуров предполагаемых залежей углеводородов. В частности, из-за искажающего действия атмосферы снижаются контрасты, позволяющие разделять участки с «нормальной» и угнетенной растительностью, а также области с заниженной по отношению к окружению температурой. Кроме того, космоснимки в тепловом спектральном диапазоне 8-12 мкм характеризуются низким пространственным разрешением (лучшее на сегодняшний день пространственное разрешение порядка 60-90 м обеспечивают космические снимки системы Landsat) и пригодны для анализа крупных регионов в масштабе 1:500000. Все это ограничивает практическое применение космоснимков для обнаружения углеводородных аномалий небольших площадей, характерных для лицензионных участков. The invention is basically based on the well-known fact that fluids, rising from hydrocarbon deposits through the earth's crust, not only create biogeochemical anomalies on the earth's surface, but also change its temperature. Biogeochemical processes lead to a change in the spectral brightness of soils, stones, and vegetation in different ranges of the electromagnetic spectrum [1-3]. Work to identify such anomalies using materials from aerospace imagery has been actively carried out in the USSR since the mid 80s of the last century. However, the small value of the useful signal, determined during the interpretation of texturally heterogeneous images, allows us to characterize the known methods as unreliable, leading to the release of a large number of false contours of the alleged hydrocarbon deposits. In particular, due to the distorting effect of the atmosphere, contrasts are reduced, which allow to separate areas with “normal” and inhibited vegetation, as well as areas with low temperature relative to the environment. In addition, satellite images in the thermal spectral range of 8-12 μm are characterized by low spatial resolution (the best spatial resolution of about 60-90 m is provided by satellite images of the Landsat system) and are suitable for the analysis of large regions at a scale of 1: 500000. All this limits the practical use of satellite imagery for the detection of hydrocarbon anomalies of small areas characteristic of licensed areas.

Так, в авторском свидетельстве [4] для обнаружения подземных неоднородностей с различными теплофизическими свойствами выполняют двукратную тепловую аэрофотосъемку: первую после захода солнца, а вторую в предрассветное время. К сожалению, использование материалов съемки в период максимального нагрева и остывания не дает возможности выявить слабые температурные контрасты, проявляющиеся только при общем температурном выравнивании снимков. Кроме того, исключение из анализа признаков, проявляющихся в других спектральных диапазонах, не позволило использовать данный способ на практике. Аналогичные недостатки присущи и способу [5].So, in the author's certificate [4], to detect underground inhomogeneities with different thermophysical properties, double thermal aerial photography is performed: the first after sunset, and the second at dawn. Unfortunately, the use of survey materials during the period of maximum heating and cooling does not make it possible to identify weak temperature contrasts, which are manifested only with general temperature alignment of images. In addition, the exclusion from the analysis of signs that appear in other spectral ranges did not allow the use of this method in practice. Similar disadvantages are inherent in the method [5].

В патентах и авторских свидетельствах, рассмотренных в [6, 7, 8], предлагается по анализу растительного покрова, представленному на снимках, оценивать аномальные участки, характерные для залежей углеводородов. Для этого, например в [6], выполняют космическую фотосъемку территории в одной спектральной зоне. Аномальные участки выявляются по топологическим признакам, составленным на основе коэффициентов фрактальной размерности.In the patents and copyright certificates considered in [6, 7, 8], it is proposed to analyze the anomalous areas characteristic of hydrocarbon deposits by analyzing the vegetation cover shown in the photographs. For this, for example, in [6], space photographing of the territory is performed in one spectral zone. Abnormal areas are identified by topological features, compiled on the basis of coefficients of fractal dimension.

В авторском свидетельстве [7] выполняют фотосъемку земной поверхности в двух видимых диапазонах спектра 0,6 и 0,7 мкм весной, в предположении, что на аномальных участках вегетация начинается раньше.The certificate of authorship [7] performs photographing of the earth's surface in two visible spectral ranges of 0.6 and 0.7 μm in the spring, under the assumption that vegetation begins earlier on the abnormal areas.

В авторском свидетельстве [8] аналогично выполняют фотосъемку, но уже в трех видимых диапазонах спектра 0,54-0,56, 0,65-0,68 и 0,75-0,77 мкм в четырех временных интервалах вегетационного периода. По анализу контрастов разновременных снимков судят о наличии площадных аномалий.In the copyright certificate [8], photographing is carried out similarly, but already in the three visible ranges of the spectrum 0.54-0.56, 0.65-0.68 and 0.75-0.77 microns in four time intervals of the growing season. By analyzing the contrasts of different images, the presence of areal anomalies is judged.

Основными недостатками всех трех рассмотренных способов являются:The main disadvantages of all three of the considered methods are:

- отсутствие комплексного анализа видеоданных в видимых и тепловых диапазонах электромагнитного спектра;- lack of a comprehensive analysis of video data in the visible and thermal ranges of the electromagnetic spectrum;

- использование низкочувствительных космофотоснимков для выявления малоконтрастных аномалий;- the use of low-sensitivity space photographs to detect low-contrast anomalies;

- отсутствие операции яркостного выравнивания отдельных кадров и их «сшивки» в единый снимок, привязанный по координатам и полностью покрывающий лицензионный участок.- the absence of the operation of luminance alignment of individual frames and their "stitching" into a single image, tied to the coordinates and completely covering the license area.

Эти недостатки, а также тот факт, что для анализа не привлекается опорная информация о территории с известными залежами углеводородов, делают перечисленные способы малонадежными.These shortcomings, as well as the fact that support information about the territory with known hydrocarbon deposits is not involved in the analysis, make these methods unreliable.

В способе [9] для повышения надежности поиска месторождений углеводородов предлагается на основе аэрокосмической, наземной фотографической, геофизической, геологической и биохимической съемки выделять геологические кольцевые структуры (ГКС). Выделенные ГКС упорядочивают в соответствии с уравнением генетического ряда, совмещают с разведанными месторождениями и поисковые скважины бурят на пересечении упорядоченных ГКС. К достоинству этого способа следует отнести тот факт, что с его помощью в 1998 г. было обнаружено Болотное нефтяное месторождение. Однако отнести этот способ к чисто дистанционным методам поиска углеводородов, предназначенным для обнаружения на земной поверхности углеводородных аномалий, нельзя, поскольку в нем материалы аэрокосмосъемки применяются только для выделения геологических кольцевых структур. Кроме того, для лицензионных участков характерны мини и макро размеры ГКС, а для их упорядочивания по генетическому критерию предварительно надо сформировать ГКС глобального уровня, характерного для масштаба 1:500000.In the method [9], in order to increase the reliability of the search for hydrocarbon deposits, it is proposed to select geological ring structures (GCS) based on aerospace, ground-based photographic, geophysical, geological and biochemical surveys. The selected GCS are ordered in accordance with the equation of the genetic series, combined with explored deposits and exploratory wells are drilled at the intersection of the ordered GCS. The advantage of this method is the fact that with its help in 1998 the Bolotnoye oil field was discovered. However, this method cannot be attributed to purely remote hydrocarbon search methods designed to detect hydrocarbon anomalies on the Earth’s surface, since it uses aerial photographs only to highlight geological ring structures. In addition, GCS mini and macro sizes are typical for licensed sites, and for their ordering according to the genetic criterion, it is first necessary to form a GCS of a global level, characteristic for a scale of 1: 500000.

В патенте Украины [10] для повышения достоверности прогнозирования залежей нефти и газа используется многоспектральный структурно-полевой способ. Способ использует связь характеристик ландшафта с местами залежей углеводородов. Способ заключается в том, что определяют наличие оптических и высотных аномалий, используя для этого результаты сравнения многоспектральных признаков, а также результаты анализа рельефа ландшафта, структуры боковых полей и окружающего фона, сравнивают данные об аномалиях с эталонными и оценивают перспективность залежей нефти и газа.In the patent of Ukraine [10], in order to increase the reliability of forecasting oil and gas deposits, a multispectral structural field method is used. The method uses the relationship of the characteristics of the landscape with the places of hydrocarbon deposits. The method consists in determining the presence of optical and altitudinal anomalies, using the results of comparing multispectral features, as well as analyzing the landscape topography, side field structure and surrounding background, comparing the anomaly data with the reference ones and evaluating the prospects of oil and gas deposits.

Для формирования мультиспектрального поля ландшафтов используются данные наземных спектрофотометрических измерений, а также данные космической съемки и фотоаэросъемки в видимых диапазонах спектра 0,5-0,8 мкм. При этом изображения земной поверхности применяются для выделения одинаковых фракций растительности, а оптические аномалии определяются в ходе совместной обработки наземных и дистанционных измерений.For the formation of a multispectral field of landscapes, the data of ground-based spectrophotometric measurements are used, as well as satellite imagery and photo-aerial photographs in the visible spectral ranges of 0.5-0.8 microns. Moreover, images of the earth's surface are used to isolate the same fractions of vegetation, and optical anomalies are determined during the joint processing of ground and remote measurements.

Необходимость выполнения ручных спектрофотометрических измерений на всем лицензионном участке, а также наличие априорных сведений о структуре ландшафта и нефтегазоносных горизонтов характеризуют данный способ как дорогой и сложный для практического применения. Здесь так же, как и в способе [9] при поиске аномалий не используются материалы тепловизионной съемки, а спектрозональные изображения не применяются непосредственно для определения площадей диффузионного выхода углеводородов, а лишь для составления ландшафтной карты.The need to perform manual spectrophotometric measurements on the entire licensed area, as well as the presence of a priori information about the structure of the landscape and oil and gas horizons characterize this method as expensive and difficult for practical use. Here, just as in the method [9], thermal imaging materials are not used in the search for anomalies, and spectrozonal images are not directly used to determine the areas of the diffusion yield of hydrocarbons, but only to compile a landscape map.

Прямой поиск УВ по данным дистанционного зондирования реализован в методе RSDD-H, который используется компанией Scorforth Limited [1]. Однако суть метода нигде не излагается. Поэтому наиболее близким аналогом предполагаемому изобретению является способ, описанный в [11]. В соответствии с ним вначале выполняют сканерную тепловизионную (спектральный диапазон 8-14 мкм) аэросъемку известного месторождения и обследуемого участка. Главным условием проведения съемки является условие превышения величины полезного сигнала над величиной вариации теплового поля, вызванного нагревом поверхности солнечным излучением. Полученные цифровые изображения подвергают радиометрической коррекции, а затем все снимки выравнивают относительно среднего значения радиояркостной температуры. Аномальные участки выделяют по пороговому критерию T>ΔTпор, где ΔTпор - пороговое значение температурного контраста, рассчитываемое по результатам съемки эталонных участков, содержащих и не содержащих залежи УВ.A direct search for hydrocarbons by remote sensing data is implemented in the RSDD-H method, which is used by Scorforth Limited [1]. However, the essence of the method is not described anywhere. Therefore, the closest analogue to the alleged invention is the method described in [11]. In accordance with it, a scanner thermal imaging (spectral range of 8-14 microns) aerial photographs of a known deposit and a surveyed area are first performed. The main condition for conducting the survey is the condition that the value of the useful signal exceeds the value of the variation of the thermal field caused by heating of the surface by solar radiation. The resulting digital images are subjected to radiometric correction, and then all the pictures are aligned with the average value of the brightness temperature. Anomalous areas are identified by the threshold criterion T> ΔT then , where ΔT then is the threshold value of the temperature contrast, calculated from the results of shooting reference areas containing and not containing hydrocarbon deposits.

Основной недостаток данного способа состоит в том, что в нем не учитываются другие признаки наличия УВ, проявляющиеся в изменении спектрального состава почв, вегетационных характеристик растительности и которые наблюдаются в видимой спектральной области.The main disadvantage of this method is that it does not take into account other signs of the presence of hydrocarbons, manifested in changes in the spectral composition of soils, vegetative characteristics of vegetation and which are observed in the visible spectral region.

Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении достоверности определения контуров УВ аномалий на лицензионных участках за счет комплексного учета спектральных признаков, наблюдаемых на сканерных самолетных снимках земной поверхности.The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the contours of hydrocarbon anomalies in the licensed areas due to the integrated registration of spectral features observed on scanner aircraft images of the earth's surface.

Согласно предлагаемому способу для съемки лицензионного участка используется самолетный сканер, оснащенный GPS-приемником, устройством определения ориентации самолета по углам крена, тангажа и рысканья и бортовым компьютером для регистрации цифровых изображений и навигационной информации, привязанных к единой шкале времени. Сканер имеет линейную по углу развертку с углом обзора 70° и обеспечивает съемку подстилающей поверхности в шести спектральных диапазонах: 0,43-0,49 мкм; 0,5-0,59 мкм; 0,6-0,69 мкм; 0,7-0,9 мкм; 1,5-2,5 мкм и 8,0-14 мкм. Радиометрическое разрешение формируемых изображений - 10 бит, что позволяет определять температуру объектов земной поверхности в тепловом спектральном канале с точностью не хуже 0,1 К.According to the proposed method, an aircraft scanner equipped with a GPS receiver, a device for determining the orientation of the aircraft by the roll, pitch and yaw angles and an on-board computer for recording digital images and navigation information associated with a single time scale is used to shoot the licensed area. The scanner has a linear scan in the angle with a viewing angle of 70 ° and provides shooting of the underlying surface in six spectral ranges: 0.43-0.49 microns; 0.5-0.59 microns; 0.6-0.69 microns; 0.7-0.9 microns; 1.5-2.5 microns and 8.0-14 microns. The radiometric resolution of the generated images is 10 bits, which allows you to determine the temperature of the earth's surface in the thermal spectral channel with an accuracy of no worse than 0.1 K.

Съемку обследуемого и опорного участков выполняют в шести спектральных диапазонах, единовременно перекрывающимися маршрутами в период отсутствия снежного покрова дважды - днем в спектральных диапазонах: 0,43-0,49 мкм; 0,5-0,59 мкм; 0,6- 0,69 мкм; 0,7-0,9 мкм; 1,5-2,5 мкм и ночью в спектральном диапазоне 8,0-14 мкм. При этом хотя бы один из маршрутов дневной и ночной съемки должен захватить опорную территорию, на которой имеются залежи нефти или газа. Съемку осуществляют с высоты 6-7 км с тем, чтобы пространственное разрешение изображений находилось в пределах 7-10 м, что соответствует топографическому масштабу представления объектов на снимке 1:50000÷1:100000.Survey and reference sections are surveyed in six spectral ranges, overlapping routes at a time during the absence of snow cover twice in the afternoon in the spectral ranges: 0.43-0.49 microns; 0.5-0.59 microns; 0.6-0.69 microns; 0.7-0.9 microns; 1.5-2.5 microns and at night in the spectral range of 8.0-14 microns. At the same time, at least one of the day and night shooting routes must capture the supporting territory, on which there are oil or gas deposits. The survey is carried out from a height of 6-7 km so that the spatial resolution of the images is within 7-10 m, which corresponds to the topographic scale of the representation of objects in the image 1: 50000 ÷ 1: 100000.

Зарегистрированные бортовым компьютером цифровые изображения Iλj(m, n), где I - яркость пикселя с координатами (m, n), λ - порядковый номер спектрального диапазона, j - номер маршрута, подвергаются специализированной обработке в компьютерной программе. Причем дневные изображения первых пяти спектральных зон и ночные снимки 6-го спектрального диапазона обрабатываются по одинаковой схеме, в соответствии с которой изображение каждого маршрута съемки и каждой спектральной зоны выравнивается по яркости, затем устраняются межмаршрутные яркостные различия, на основе навигационных измерений, закона сканирования, координат опорных и одноименных точек корректируются геометрические искажения каждого снимка Iλj(m, n). Геометрически откорректированные изображения всех маршрутов трансформируются в картографическую проекцию и объединяются в один мозаичный снимок Dλ(x, y), где Dλ - код яркости пиксела (x, y) мозаичного снимка в λ-м спектральном диапазоне. Пример мозаичного снимка для отдельного спектрального диапазона приведен на фиг.1. Пиксельные координаты мозаичного снимка (x, y) связаны с геодезическими координатами местности (B,L) уравнениями картографического проектирования, что позволяет устанавливать взаимно-однозначное соответствие между координатами объектов на лицензионном участке, карте и снимке.Digital images registered by the on-board computer I λj (m, n), where I is the brightness of a pixel with coordinates (m, n), λ is the serial number of the spectral range, j is the route number, are subjected to specialized processing in a computer program. Moreover, daytime images of the first five spectral zones and night images of the 6th spectral range are processed according to the same scheme, according to which the image of each survey path and each spectral zone is aligned in brightness, then the inter-path brightness differences are eliminated, based on navigation measurements, the scanning law, coordinates of reference and homonymous points, geometric distortions of each image I λj (m, n) are corrected. Geometrically corrected images of all routes are transformed into a cartographic projection and combined into one mosaic image D λ (x, y), where D λ is the pixel brightness code (x, y) of the mosaic image in the λth spectral range. An example of a mosaic image for a single spectral range is shown in figure 1. The pixel coordinates of the mosaic image (x, y) are connected with the geodetic coordinates of the terrain (B, L) by the equations of cartographic design, which makes it possible to establish a one-to-one correspondence between the coordinates of the objects on the licensed area, map and image.

Из-за действия биогеохимических процессов изменяются спектральные, а следовательно, отражательные и яркостные характеристики объектов земной поверхности (почв, растительности), находящихся в пределах опорной области, по отношению к таким же объектам, которые расположены на не содержащих залежи углеводородов территориях. Поэтому для выявления на спектрозональных мозаичных снимках малых контрастов, обусловленных действием углеводородных аномалий, изображения подвергаются яркостной обработке на основе параметров, получаемых из анализа представленной на снимке опорной области. Для этого по известным геодезическим координатам на изображениях помечается центр изображенного опорного участка, на котором уже ведется добыча или потенциально имеются залежи углеводородного сырья. С помощью программных инструментальных средств в интерактивном режиме на снимках Dλ(x, y) выполняется оконтуривание отображенного на них опорного участка. По оконтуренной области для каждого спектрозонального изображения формируются гистограммы распределения яркостей пикселей. По гистограммам выполняется отсечка шумовых отсчетов, а затем вычисляются диапазоны изменения яркостей пикселей, D λ , min ÷ D λ , max

Figure 00000001
. Затем все спектрозональные изображения нормализуются по яркости, Due to the action of biogeochemical processes, the spectral and, therefore, reflective and brightness characteristics of the objects of the earth's surface (soils, vegetation) located within the reference area change with respect to the same objects that are located on territories without hydrocarbon deposits. Therefore, to detect small contrasts caused by the action of hydrocarbon anomalies in spectrozonal mosaic images, the images are subjected to brightness processing based on the parameters obtained from the analysis of the reference region presented in the image. To do this, according to known geodetic coordinates in the images, the center of the depicted reference area is marked on which production is already underway or potentially there are hydrocarbon deposits. Using software tools in interactive mode on the images D λ (x, y), the outline of the reference area displayed on them is performed. In the contoured region, histograms of the distribution of pixel brightness are formed for each spectrozonal image. The histograms cut off the noise samples, and then calculate the ranges of changes in pixel brightness, D λ , min ÷ D λ , max
Figure 00000001
. Then all the spectral images are normalized in brightness,

D λ * ( x , y ) = { 0 , D λ ( x , y ) < D λ , min , D λ ( x , y ) D λ , min D λ , max D λ , min 1024 , 1024 , D λ ( x , y ) > D λ , max . D λ , min D λ ( x , y ) D λ , max ,

Figure 00000002
D λ * ( x , y ) = { 0 , D λ ( x , y ) < D λ , min , D λ ( x , y ) - D λ , min D λ , max - D λ , min 1024 , 1024 , D λ ( x , y ) > D λ , max . D λ , min D λ ( x , y ) D λ , max ,
Figure 00000002

где D λ * ( x , y )

Figure 00000003
, λ = 1 , 6 ¯
Figure 00000004
- нормализованные по яркости изображения видимых и тепловых диапазонов спектра.Where D λ * ( x , y )
Figure 00000003
, λ = one , 6 ¯
Figure 00000004
- normalized brightness images of the visible and thermal ranges of the spectrum.

Каждое нормализованное изображение D λ * ( x , y ) ( λ = 1 , 6 ¯ )

Figure 00000005
, подвергается низкочастотной фильтрации с целью устранения шумов и выделения однородных по яркости областей, D λ ( x , y ) = D * λ ( x , y ) H
Figure 00000006
,Each normalized image D λ * ( x , y ) ( λ = one , 6 ¯ )
Figure 00000005
is subjected to low-pass filtering in order to eliminate noise and highlight areas uniform in brightness, D λ ( x , y ) = D * λ ( x , y ) H
Figure 00000006
,

где

Figure 00000007
- оператор свертки изображения с маской фильтра Гаусса Н. Пример отфильтрованного изображения D λ ( x , y )
Figure 00000008
приведен на фиг.2. Отфильтрованные изображения подвергаются пороговой бинаризацииWhere
Figure 00000007
- the operator of convolution of the image with the filter mask of Gauss N. Filtered Image Example D λ ( x , y )
Figure 00000008
shown in figure 2. Filtered images undergo threshold binarization

S λ ( x , y ) = { 1 , D λ , min ( x , y ) D λ ( x , y ) D λ , max ( x , y ) , и н а ч е , 0 ,

Figure 00000009
S λ ( x , y ) = { one , D λ , min ( x , y ) D λ ( x , y ) D λ , max ( x , y ) , and n but h e , 0 ,
Figure 00000009

где S λ ( x , y )

Figure 00000010
- бинарное изображение, D λ , min ( x , y )
Figure 00000011
, D λ , max ( x , y )
Figure 00000012
- пороги бинаризации, рассчитанные по оконтуренным областям на основе отфильтрованных изображений D λ ( x , y )
Figure 00000008
. В результате бинаризации код яркости 1 будет присваиваться пикселям, имеющим такие же яркостные характеристики, как и пиксели опорной оконтуренной области. Where S λ ( x , y )
Figure 00000010
- binary image D λ , min ( x , y )
Figure 00000011
, D λ , max ( x , y )
Figure 00000012
- binarization thresholds calculated for contoured areas based on filtered images D λ ( x , y )
Figure 00000008
. As a result of binarization, a luminance code of 1 will be assigned to pixels having the same luminance characteristics as the pixels of the reference contoured area.

На практике возможны случаи, когда отражательные характеристики объектов земной поверхности, подверженные биогеохимическим изменениям, могут совпадать с отражательными характеристиками объектов совсем другого типа. Это приведет к появлению на бинаризированных изображениях S λ ( x , y )

Figure 00000010
ложных областей предполагаемых углеводородных аномалий. Подобные ситуации случайны и проявляются по-разному в разных спектральных диапазонах. Например, ложная температурная аномалия, выявленная на снимке в спектральном диапазоне 8,0-14 мкм, не проявляется на снимке, полученном в видимом спектральном диапазоне 0,43-0,49 мкм. Поэтому для повышения надежности выполняется комплексный учет выявленных УВ аномалий во всех спектральных диапазонах. Для этого бинаризированные изображения шести спектральных зон алгебраически суммируются, S ( x , y ) = λ = 1 6 S λ ( x , y )
Figure 00000013
, где S ( x , y )
Figure 00000014
- полутоновое изображение лицензионного участка. На этом снимке участки с максимальным значением сигнала S с наибольшей вероятностью соответствуют углеводородным аномалиям с определяемыми компьютерной программой геодезическими координатами (B, L). Эти участки по геодезическим координатам наносятся на топографическую карту для последующего геологического и сейсмического подтверждения наличия на них УВ сырья. In practice, there may be cases when the reflective characteristics of objects on the earth's surface, subject to biogeochemical changes, may coincide with the reflective characteristics of objects of a completely different type. This will result in binarized images S λ ( x , y )
Figure 00000010
false areas of alleged hydrocarbon anomalies. Similar situations are random and manifest themselves differently in different spectral ranges. For example, a false temperature anomaly detected in the image in the spectral range of 8.0-14 μm does not appear on the image obtained in the visible spectral range of 0.43-0.49 μm. Therefore, to increase reliability, a comprehensive accounting of the identified hydrocarbon anomalies in all spectral ranges is performed. For this, binarized images of six spectral zones are algebraically summed, S ( x , y ) = λ = one 6 S λ ( x , y )
Figure 00000013
where S ( x , y )
Figure 00000014
- grayscale image of the license area. In this image, the sections with the maximum signal S are most likely to correspond to hydrocarbon anomalies with geodetic coordinates determined by the computer program (B, L) . These sections, according to geodetic coordinates, are plotted on a topographic map for subsequent geological and seismic confirmation of the presence of hydrocarbon raw materials on them.

Процесс поиска на снимке S ( x , y )

Figure 00000014
наиболее достоверных с точки зрения наличия УВ участков доступен для контроля. Для этого изображение S ( x , y )
Figure 00000014
инвертируется по яркости и отображается на экране монитора. Пример инвертированного изображения приведен на фиг.3. Здесь наиболее темные участки снимка характеризуют области предполагаемых углеводородных аномалий (максимальное значение S), области белого цвета - не перспективные для дальнейшего поиска, отдельно выделенные серые области описывают ложно выделенные участки УВ аномалий. Image search process S ( x , y )
Figure 00000014
the most reliable from the point of view of the presence of HC sites is available for control. For this image S ( x , y )
Figure 00000014
inverted by brightness and displayed on the monitor screen. An example of an inverted image is shown in figure 3. Here, the darkest parts of the image characterize the regions of the alleged hydrocarbon anomalies (maximum value of S ), the white areas are not promising for further searches, the separately highlighted gray areas describe the falsely identified areas of hydrocarbon anomalies.

Способ имеет хорошее практическое подтверждение. На одной из выявленных аномалий в 2003 г. пробурена поисковая скважина 226 Кунгакской площади, выявлены залежи нефти, принятые ЦКЗ РФ. В 2004 г. на выявленной аномалии, в плане совпадающей с Янтарной структурой, пробурена поисковая скважина 403 Крыловской площади, на которой получен приток нефти дебитом 28,4 т/сутки.The method has a good practical confirmation. On one of the identified anomalies in 2003, exploratory well 226 of Kungakskaya area was drilled, oil deposits accepted by the Central Concert Hall of the Russian Federation were identified. In 2004, on the identified anomaly, in terms of coinciding with the Amber structure, a prospecting well 403 of Krylovskaya area was drilled, on which an oil flow of 28.4 tons per day was obtained.

Список использованных источниковList of sources used

1. Balabayev D., Hutchison P., Tomin G. Surface footprints of the hydrocarbon trap/2010/www.scotforth.com.1. Balabayev D., Hutchison P., Tomin G. Surface footprints of the hydrocarbon trap / 2010 / www.scotforth.com.

2. Gupta P., Chakraborty R., Awasthi A. / Model thermal anomalies over petroliferous basins Indian Institute of technology Roorkee / OGJ August 2010, vol. 108, №28, pp.72-75.2. Gupta P., Chakraborty R., Awasthi A. / Model thermal anomalies over petroliferous basins Indian Institute of technology Roorkee / OGJ August 2010, vol. 108, No. 28, pp. 72-75.

3. Lloyd F. / Finding, mapping temperature anomalies can aid oil, gas exploration / Exploration Inc., Houston / OGJ June, 2001, vol. 99, №23.3. Lloyd F. / Finding, mapping temperature anomalies can aid oil, gas exploration / Exploration Inc., Houston / OGJ June, 2001, vol. 99, No. 23.

4. Ляшенко О.В., Афанасов Ю.А., Мельников И.Г. / Способ обнаружения подземных неоднородностей с различными теплофизическими свойствами / Авторское свидетельство SU (11) 1383259 A1 G01V 9/00, 1988.4. Lyashenko OV, Afanasov Yu.A., Melnikov I.G. / Method for detecting underground inhomogeneities with different thermophysical properties / Copyright certificate SU (11) 1383259 A1 G01V 9/00, 1988.

5. Лунев В.И., Паровинчак М.С., Рюмкин А.И. / Способ выявления площадей, перспективных для поиска и разведки месторождений углеводородов / Патент RU (11) 2169934 (13) (51) МПК7 G01V 9/00, 1999.5. Lunev V.I., Parovinchak M.S., Ryumkin A.I. / Method for identifying areas promising for the search and exploration of hydrocarbon deposits / Patent RU (11) 2169934 (13) (51) IPC7 G01V 9/00, 1999.

6. Давыдов В.Ф., Новоселов О.Н., Щербаков А.С. и др. / Способ обнаружения аномалий подстилающей поверхности / Патент RU (11) 2160912 (13) C1 МПК 7 G01V 8/00, 2000.6. Davydov V.F., Novoselov ON, Shcherbakov A.S. et al. / Method for detecting anomalies of the underlying surface / Patent RU (11) 2160912 (13) C1 IPC 7 G01V 8/00, 2000.

7. Алексеев Г.Н., Волчегурский Л.Ф. и др. Дистанционный способ поисков структур, перспективных на месторождениях нефти и газа / Авторское свидетельство SU (11) 1495736 A1, G01V 9/00, 1989.7. Alekseev G.N., Volchegursky L.F. et al. Remote method of searching for structures promising in oil and gas fields / Copyright certificate SU (11) 1495736 A1, G01V 9/00, 1989.

8. Рожин Л.А., Козлов В.В. и др. Способ дистанционного зондирования земной поверхности / Авторское свидетельство SU 1716469 A1, G01V 9/00, 1992.8. Rozhin L.A., Kozlov V.V. and other Method of remote sensing of the earth's surface / Copyright certificate SU 1716469 A1, G01V 9/00, 1992.

9. Лунев В.И., Паровинчак М.С., Ростовцев В.И. Способ поиска месторождений углеводородов / Патент RU (11) 2165633 (13) C1, МПК 7 G01V 9/00, 2001.9. Lunev V.I., Parovinchak M.S., Rostovtsev V.I. A method of searching for hydrocarbon deposits / Patent RU (11) 2165633 (13) C1, IPC 7 G01V 9/00, 2001.

10. Перерва В.М., Тепляков М.О. и др. Многоспектральный структурно-полевой способ прогнозирования залежей нефти и газа / Патент UA 63073A (51), МПК (2006) G01V 9/00, 2004.10. Pererva V.M., Teplyakov M.O. et al. Multispectral structural-field method for predicting oil and gas deposits / Patent UA 63073A (51), IPC (2006) G01V 9/00, 2004.

11. Злобин Е.Л., Можаева В.Г., Можаев Б.Н. и др. Способ поиска залежей углеводородов / Патент RU (11) 2054702 (13) C1, МПК 6 G01V 9/00, 1996.11. Zlobin E.L., Mozhaeva V.G., Mozhaev B.N. et al. Method for the search for hydrocarbon deposits / Patent RU (11) 2054702 (13) C1, IPC 6 G01V 9/00, 1996.

Claims (3)

1. Способ дистанционного поиска залежей углеводородов, включающий съемку территории исследуемого участка в период отсутствия снежного покрова с самолета при последовательном облете перекрывающимися маршрутами с помощью высокочувствительного многозонального сканера в видимой и ИК-областях спектра, отличающийся тем, что съемку проводят первый раз днем в спектральных диапазонах 0,43-0,49 мкм; 0,5-0,59 мкм; 0,6-0,69 мкм; 0,7-0,9 мкм; 1,5-2,5 мкм, а второй раз - ночью в диапазоне 8,0-14,0 мкм, облет территории организуют так, чтобы хотя бы одним из маршрутов была отснята опорная область, на которой имеются залежи углеводородного сырья; зарегистрированные цифровые изображения каждого спектрального диапазона с помощью специальной компьютерной программы подвергаются геометрической коррекции и геопривязке, выравниваются по яркости и объединяются в единый мозаичный кадр, представленный в картографической проекции, с помощью той же программы каждое спектрозональное мозаичное изображение с целью определения малоконтрастных яркостных аномалий независимо подвергается яркостной нормализации и низкочастотной фильтрации, а затем бинаризации на основе порога, определяемого для каждой спектральной зоны по опорной области мозаичного снимка, бинарные изображения спектральных зон алгебраически складываются с получением полутонового изображения S(x,y), на котором участки с максимальным значением сигнала S соответствуют предполагаемым углеводородным аномалиям с определяемыми программой геодезическими координатами.      1. A method for remote search for hydrocarbon deposits, including surveying the territory of the studied area during the absence of snow cover from the aircraft during successive flying over overlapping routes using a highly sensitive multi-zone scanner in the visible and infrared regions of the spectrum, characterized in that the survey is carried out for the first time during the day in the spectral ranges 0.43-0.49 microns; 0.5-0.59 microns; 0.6-0.69 microns; 0.7-0.9 microns; 1.5-2.5 microns, and the second time - at night in the range of 8.0-14.0 microns, the airspace is organized so that at least one of the routes captures the supporting region, on which there are hydrocarbon deposits; registered digital images of each spectral range using a special computer program are geometrically corrected and georeferenced, aligned in brightness and combined into a single mosaic frame presented in a map projection, using the same program, each spectral zonal mosaic image in order to determine low-contrast brightness anomalies is independently subjected to brightness normalization and low-pass filtering, and then binarization based on a threshold, we define For each spectral zone along the reference region of the mosaic image, the binary images of the spectral zones are algebraically added to produce a grayscale image S (x, y), in which the sections with the maximum signal S correspond to the expected hydrocarbon anomalies with geodetic coordinates determined by the program. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поиск углеводородных аномалий происходит на основе признаков, проявляющихся на самолетных сканерных снимках земной поверхности видимого - 0,43-0,49 мкм, 0,5-0,59 мкм, 0,6-0,69 мкм, 0,7-0,9 мкм, 1,5-2,5 мкм и теплового - 8,0-14,0 мкм спектральных диапазонов.     2. The method according to claim 1, characterized in that the search for hydrocarbon anomalies occurs on the basis of signs that appear on airplane scanner images of the visible earth's surface - 0.43-0.49 microns, 0.5-0.59 microns, 0.6 -0.69 microns, 0.7-0.9 microns, 1.5-2.5 microns and thermal - 8.0-14.0 microns spectral ranges. 3. Способ по одному из пп.1, 2, отличающийся тем, что решение о наличии на лицензионном участке областей, содержащих углеводородные аномалии, принимается по максимальному совпадению признаков, проявляющихся в разных спектральных диапазонах на геокодированных мозаичных снимках.      3. The method according to one of claims 1, 2, characterized in that the decision on the presence of areas containing hydrocarbon anomalies on the licensed area is made according to the maximum coincidence of the signs appearing in different spectral ranges on geocoded mosaic images.
RU2013106589/28A 2013-02-15 2013-02-15 Remote detection of deposits of hydrocarbons RU2544309C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013106589/28A RU2544309C2 (en) 2013-02-15 2013-02-15 Remote detection of deposits of hydrocarbons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013106589/28A RU2544309C2 (en) 2013-02-15 2013-02-15 Remote detection of deposits of hydrocarbons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013106589A RU2013106589A (en) 2014-08-20
RU2544309C2 true RU2544309C2 (en) 2015-03-20

Family

ID=51384411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013106589/28A RU2544309C2 (en) 2013-02-15 2013-02-15 Remote detection of deposits of hydrocarbons

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2544309C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019050499A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-14 Игорь Валентинович ГЛУЩЕНКО Method for exploring hydrocarbon deposits on the basis of thermal geophysical tomography technology, using thermal and multispectral satellite photographs
WO2019054978A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Игорь Валентинович ГЛУЩЕНКО Method of searching for hydrocarbon deposits using thermal geotomography technology
WO2019054977A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Игорь Валентинович ГЛУЩЕНКО Method of searching for hydrocarbon deposits using thermal radiography technology
RU2817553C1 (en) * 2023-10-13 2024-04-16 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "ЭКОМ" (ООО "МИП "ЭКОМ") Method of imaging impregnation of capillary-porous objects

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005289A (en) * 1976-01-05 1977-01-25 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Method for identifying anomalous terrestrial heat flows
RU2054702C1 (en) * 1992-03-26 1996-02-20 Государственное научно-производственное предприятие по региональному изучению геологического строения территории страны "Аэрогеология" Method of search of hydrocarbon deposits
RU2169934C2 (en) * 1999-08-16 2001-06-27 ОАО "Томскгазпром" Method of indication of areas promising for search and prospecting for hydrocarbon fields

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005289A (en) * 1976-01-05 1977-01-25 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Method for identifying anomalous terrestrial heat flows
RU2054702C1 (en) * 1992-03-26 1996-02-20 Государственное научно-производственное предприятие по региональному изучению геологического строения территории страны "Аэрогеология" Method of search of hydrocarbon deposits
RU2169934C2 (en) * 1999-08-16 2001-06-27 ОАО "Томскгазпром" Method of indication of areas promising for search and prospecting for hydrocarbon fields

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019050499A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-14 Игорь Валентинович ГЛУЩЕНКО Method for exploring hydrocarbon deposits on the basis of thermal geophysical tomography technology, using thermal and multispectral satellite photographs
WO2019054977A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Игорь Валентинович ГЛУЩЕНКО Method of searching for hydrocarbon deposits using thermal radiography technology
WO2019054978A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Игорь Валентинович ГЛУЩЕНКО Method of searching for hydrocarbon deposits using thermal geotomography technology
RU2817553C1 (en) * 2023-10-13 2024-04-16 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "ЭКОМ" (ООО "МИП "ЭКОМ") Method of imaging impregnation of capillary-porous objects

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013106589A (en) 2014-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bonali et al. UAV-based surveying in volcano-tectonics: An example from the Iceland rift
Calleja et al. Detection of buried archaeological remains with the combined use of satellite multispectral data and UAV data
Žížala et al. Mapping soil degradation using remote sensing data and ancillary data: South-East Moravia, Czech Republic
Sarris et al. Integration of geophysical surveys, ground hyperspectral measurements, aerial and satellite imagery for archaeological prospection of prehistoric sites: the case study of Vésztő-Mágor Tell, Hungary
Colica et al. Using unmanned aerial vehicle photogrammetry for digital geological surveys: Case study of Selmun promontory, northern of Malta
Müller et al. Surveying fumarole sites and hydrothermal alteration by unoccupied aircraft systems (UAS) at the La Fossa cone, Vulcano Island (Italy)
RU2544309C2 (en) Remote detection of deposits of hydrocarbons
Fanti et al. High-resolution maps of Khulsan and Nemegt localities (Nemegt Basin, southern Mongolia): stratigraphic implications
Colica et al. Evaluating characteristics of an active coastal spreading area combining geophysical data with satellite, aerial, and unmanned aerial vehicles images
Karamitrou et al. Fusion of geophysical images in the study of archaeological sites
Melillos et al. Field spectroscopy for the detection of underground military structures
Zahm et al. Use of unmanned aerial vehicles (UAVs) to create digital outcrop models: An example from the Cretaceous Cow Creek Formation, Central Texas
Pregesbauer et al. An object oriented approach to automatic classification of archaeological features in magnetic prospection data
Alexakis et al. Remote sensing applications in archaeological research
Malakhov et al. Remote sensing applied to paleontology: exploration of Upper Cretaceous sediments in Kazakhstan for potential fossil sites
Argyriou A methodology for the rapid identification of neotectonic features using geographical information systems and remote sensing: A case study from Western Crete, Greece
RU2603856C1 (en) Method of forecasting and prospecting of mineral deposits on investigated area
Özkaptan Crustal disequilibrium of the central Pontides (northern Turkey) due to oroclinal bending revealed by gravity modelling
RU2465621C1 (en) Method of searching for underground water
Skrypitsyna et al. Study of the hidden ancient anthropogenic landscapes using digital models of microtopography
Juárez et al. Magnetic and electrical prospections in the archaeological site of Xalasco northeast of Tlaxcala, Mexico
Saadi et al. Lineaments extraction and analysis in Eljufra area, Libya
RU2633646C1 (en) Method of identifying increased seismic activity
Greco et al. A multidisciplinary strategy for in-situ and remote sensing monitoring of areas affected by pressurized fluids: Application to mud volcanoes: A multidisciplinary environmental monitoring strategy
Ricchetti Application of optical high resolution satellite imagery for archaeological prospection over Hierapolis (Turkey)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170216

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20171018