遥感技术在石油工程中的应用及发展

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  【摘 要】遥感技术率先在国内应用是石油工业,同时它也形成了规模产业,油田环境监测, 油气资源勘探,油气工程评价等方面的技术通过应用石油遥感已经取得了显著的成果,本文从遥感技术的基本概念以及石油工程和遥感技术出发,描述了在石油工程中应用遥感的优越性,分析说明了在目前石油工程中的应用遥感技术的现状.并探讨了在石油工程中对遥感技术发展趋势
  【关键词】遥感技术; 遥感探测;石油工程;应用与发展;
  一、前言
  本世纪初的通过航空摄影测量发现了遥感技术,随着空间科学和科技水平的发展迅速已被许多领域应用,在石油工业中也得到了重要发展。随着毫无节制的开采,资源也一天天减少,油气勘探也日益难以进行,随着不断开展物理勘探,地面调查,地化勘探等技术,但勘探所需要的成本非常昂贵。遥感技术是获取环境信息与地球资源的高科技手段,而且可以节约成本,这种油气勘探的方法是非常实用有效的。地下和地表信息能较好的通过遥感图像反映出来,从而对于解决油气构造是非常有利的,特别是有利于解决隐伏构造,并能够将烃类微渗漏信息直接显示出来。遥感技术有较高的成功率,同时所需要的比较低。
  二、遥感技术自身发展趋势
  从遥感影像处理技术和应用水平上看,主要发展方向:多源遥感数据源的应用 信息技术和传感器技术的飞速发展带来了遥感数据源的极大丰富,每天都有数量庞大的不同分辨率的遥感信息,从各种传感器上接收下来。这些数据包括了光学、高光谱和雷达影像数据。定量化 空间位置定量化和空间地物识别定量化,遥感信息定量化,建立地球系统科学信息系统,实现全球观测海量数据的定量管理、分析与预测、模拟是遥感当前重要的发展方向之一。
  遥感技术的发展,最终目标是解决实际应用问题。但是仅靠目视解译和常规的计算机数据统计方法来分析遥感数据,精度总提不高,应用效率相对低,寻找应用的新突破口也非常困难。尤其对多时相、多遥感器、多平台、多光谱波段遥感数据的复合研究中,问题更为突出。
  其主要原因之一是遥感器在数据获取时,受到诸多因素的影响,譬如,仪器老化、大气影响、双向反射、地形因素及几何配准等,使其获取的遥感信息中带有一定的非目标地物的成像信息,再加上地面同一地物在不同时间内辐射亮度随太阳高度角变化而变化,获得的数据预处理精度达不到定量分析的高度,致使遥感数据定量分析专题应用模型
  GIS的实现和发展及全球变化研究更需要遥感信息的定量化,遥感信息定量化研究在当前遥感发展中具有牵一发而动全局的作用,因而是当前遥感发展的前沿。 信息的智能化提取 影像识别和影像知识挖掘的智能化是遥感数据自动处理研究的重大突破:遥感数据处理工具不仅可以自动进行各种定标处理,而且可以自动或半自动提取道路,建筑物等人工建筑。目前的商业化遥感处理软件朝着这个方向发展,如ERDAS的面向对象的信息提取模块Feature Analyst、ENVI的流程化图像特征提取模块——FX和德国的易康(eCognition)等。
  遥感应用的网络化 Internet已不仅仅是一种单纯的技术手段,它已演变成为一种经济方式--网络经济。人们的生活也已离不开Internet。大量的应用正由传统的 Client/Server(客户机/服务器)方式向Brower/Server(浏览器/服务器)方式转移。Google Earth的出现,使遥感数据的表达和共享产生了一个新的模式。
  三、遥感的找油机理及其基本概念
  遥感(Remote Sensing),遥远的感知是字面上对它的解释。它是在一种不直接接触目标也就是远离目标对象的情况下,通过膜中加工处理、平台上定及应用分析的种种综合性技术。它将电子、空间、计算机、光学、地学和生物学等科学的研究成果进行集中,成为了重要组成部分在现代高新技术领域中。
  遥感技术有很多的分类,但在实际工作中主要有的方式分为两类:一是地面遥感、航天遥感、航宇遥感、航空遥感、是按照不同的遥感平台划分的,其中气象卫星遥感和陆地卫星遥感有同属于航天遥感。二是按工作波段不同的电磁波,可分为可见光遥感(0.38—0.76岬)、紫外遥感(0.05—0.38岬)、微波遥感(1 mm—10 m)、红外遥感(0.76—1 000岬)、多波段遥感。
  遥感技术探测烃蚀变带就是遥感找油的实质。传感器的性能取决于信息提取技术、遥感探测烃蚀变带所产生的效果和地物光谱特征的研究程度。通过表明含油气区地面光谱测量的结果,对与出现在矿物变异的光谱反射率的反映主要是在短波红外光谱域出现的,可见光和近红外光谱域会出现反映植物变异的光谱反射率所产生的变化;因此,波段(0.60—O.70 h)M SS 4、波段(0.60—O.70 h)以及波段(0.50—0.60 Lm)、6波段(0.70—0.80‰)和波段(0.60—O.70 h)52波段(O.52—0.60h)、喇1波段(O.45一O.52 Lm)、4波段(O.76一O.90 h)和3波段(0.63一O.69 h)和可用于提取植物变异的信息;和可用于碳酸盐类粘土类和类矿物变异提取信息的是7波段(2.08—2.35 h)和TM 5波段(1.55一1.75 h)。
  四、遥感技术应用在石油工业中
  中国在70年代开始应用石油遥感,到今天为止已经有了显著的经济效益以及大批高水平研究成果尤其是在在油田环境监测,油气资源勘查,油气工程评价等方面。先后开展了柴达木、塔里木、准格尔等盆地以及环东北、渤海湾、中原等14省区开展了对石油遥感勘查以及研究。自本世纪以来,在东北裂谷、西北侏罗系系勘探新区都进行了对于石油遥感地质的研究,以及对青藏高原遥感地质填图和石油遥感研究与中都取得的成果都非常显著。
  卫星遥感技术发挥了的作用油气勘探的前期阶段是不可替代的,在对油田进行环境监测的方面,对环渤海湾油区环境成功进行了演变卫星遥感预测、监测同时完成了对海冰的监测,达到在世界的水平达到先进的对于遥感预测研究是黃河三角洲沿岸环境演变。在评价油气工程方面,通过对长距离6条输油气管道工程进行仔细地遥感选线获得了非常大的经济效益,一些相关部门对此的评价也是非常的高,已被确定为必须应用的技术手段在输油气管道选线设计中。在塔里木沙漠公路沿线找水工程中,遥感技术的应用效益是非常重要的。   通过对应用遥感技术大量的开展,以及国内外遥感的专家的不断研究与探索在油气勘探领域2种勘探方法已经形成了,即遥感直接找油方法和间接找油方法。
  其中发展成熟的勘探的方法是,遥感间接找油法。在我国所有的含油气盆地几乎都进行了了遥感工作开展,但随着勘探程度的提高以及勘探难度的增加,仍需深入研究遥感应用的技术。这些研究包括:深入开展勘探难度比较大地区如高原、黄土、山地、沙漠等地区,对各种非地震勘探方法进行综合利用从而为其,提供有利的勘探靶区; 在进行油气勘探应用研究工作时应开展星载雷达遥感数据,作为新型遥感数据,它能将其他空间遥感器很难提供的所需要的构造信息提供出来,摸索出能够应用于油气勘探的一套雷达数据的方法流程;开展含油气盆地露头区、岩性、地层岩体、及矿物及等地质信息直接进行识别技术研究的高光谱数据,为野外地质调查含油气盆地的提供半定量素材、基础性定量。
  70年代末遥感直接找油方法开始起步。80年代,开展了大量对于遥感技术应用的研究工作,但由于油气藏烃类微蚀变原理的遥感技术本身的局限性和复杂性,使得遥感直接找油的效果不是非常的理想。但随着飞速发展的遥感技术 (空间分辨率和光谱分辨率提高),在进行遥感直接找油方面的将突破会很大的。因此,还要坚持不懈将遥感直接找油方法的工作进行下去,探索陆上油气藏烃类、高光谱数据及其蚀变异常的提取方法、计算机识别提供了确切的證据为油气勘探靶区。如有可能,还要在海上开展有关于油气藏烃类微渗漏的遥感数据。
  五、对油田进行环境监测
  动态监测在河三角洲、黄滩海油田、环渤海湾油田的环境演变进行的遥感技术,遥感技术具有可以多时相重复观测及观测空间广的时空优势都得到了充分的发挥,完成了传统技术无法完成的监测。尤其是黄河河口亚三角洲发展的趋势,自从1996年的7月初期开始,胜利石油管理局就通过与卫星遥感进行监测,改道是预测后建议的结果,在离黄河入海口只有26 km处使黄河进入新汉河的改道过程已经开始进行,至今为止已在新滩油田海域范围内形成了新的小亚三角洲,使此从海上开发的油田转变成为在陆上开发建设油田,仅此一项成果的就难以用数字估量经济效益。
  六、遥感技术在石油工业中的应用前景与发展
  1.在石油工业中的应用遥感技术的前景
  目前遥感技术在石油工程中的应用已经非常广泛,它正在逐渐将石油工程的各个领域进行渗透到,两者相互促进发展的趋势已经形成,而且国内外正在进行这方面的研究的学者有许多。因为遥感技术还有很多方面需要发展对于石油工程来说,所以我们要坚定的相信,在石油工程中会将遥感技术会越来越广泛应用进去。
  对于人们来说现在比较难的是解决或调查的石油工程的问题,随着遥感技术的发展和应用都会得到解决。应用遥感技术可以表明,传统的遥感数据应用潜力仍然是巨大的,雷达数据的出现提供了一种全新的手段为石油遥感技术。对于石油工业来说遥感技术最有吸引力的技术也许是高分辨率遥感数据、高光谱的发展,将这些高光谱遥感数据进行很好的收集和应用,石油工业者自遥感技术发展以来就 “直接找油” 的梦想就得以实现。
  在我国开展了油田环境监测及保护的研究,但效果并不是非常的明显。随着日益加强的环境保护意识,我们要对这方面要加强研究,将先进的遥感技术手段充分利用起来如雷达遥感技术和高光谱和,在开展油气勘探的同时、进行对环境监测的研究,监测地面植物、土壤、建筑及农田破坏程度对钻井选址、地震布线、及道路建设进行一定得,指导等。同时,开展炼油厂时利用高光谱数据对环境的污染及污染含有的成分的进行研究。
  2.在石油工业中发展遥感技术的趋势
  卫星传感器的发展与遥感技术的发展紧密相关,而传感器的发展比较趋势倾向于更高的光谱域和分辨率空间域、更低的价格和更多的类型。现在印度和法国提供的空间分辨率相当高分别为5.6 m 和2.5 m,覆盖能力非常强大,大于60km的卫星扫描带,甚至连陆地卫星系统也拥有长达15 m的全色频带。这就可以对更精确的数字立视模型(DEM)进行提取 ,使得数据立体照片的应用得到了极大的提升。
  而超离子技术的出现更加推动了这种趋势未来的发展,更宽光谱频带,使得识别更多种类的矿物更加容易一些,区分大量的植被状态和类型,这些属性在寻找油气苗证据和环境运用方面十分有益的。更重要的趋势是系统和遥感之间的联系日益增长。使用系统是利用从遥感数据中提取的信息的唯一途径,要对其进行充分利用,而从遥感数据中直接提取信息是将系统进行普及的最佳方法之一。
  使用全色数据、高分辨率、一些强大功能的软件程序,能从遥感数据中精确的定量化的层界面高程、构造数据岩层属性、地岩层厚度直接提取出来。遥感技术与化探、物探、和地震资料能够形成油气遥感的综合集成技术,其核心是对遥感图像数据、空间数据库、地震资料和物化探数据等综合研究后进行编图,建立三维显示的地质构造,将地学应用研究中的地理信息与遥感进行有机结合的想法真正实现。
  七、结束语
  近20年来在石油工程领域中遥感技术的应用及遥感图的表明像能提供必要的信息为含油气盆地的区域研究,结合多种资料不仅可以进行盆地成因的研究,而且还可以进一步盆地内的局部构造空间规律和结构特点进行研究。图像处理方法正确选择可以获得的隐伏地质信息较为丰富,再结合钻井资料和物探进行验证,则成为的地质资料可靠实用。在遥感影响特征中存在巨大应用潜力是类比分析,而且速廉价的遥感技术所具备的特点,在石油勘探方面提高效率的同时也可以节省很多投资。
  参考文献:
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