基于高光譜技術(shù)的油氣勘探方法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和尋找復(fù)雜油氣藏的需要，地震、油氣化探和衛(wèi)星遙感方法被逐步引入油氣勘探工作中。高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展，能把遙感的油氣勘探應(yīng)用推向更高、更有效、定量化的應(yīng)用層次。本文簡單總結(jié)了基于高光譜技術(shù)的油氣勘探方法。

利用地表土壤的反射光譜勘探油氣的方法

反射光譜學(xué)（Reflectance spectroscopy）就是基于某個(gè)波長區(qū)域電磁波與物質(zhì)的相互作用來分析物質(zhì)的一種技術(shù)。利用地表土壤的反射光譜進(jìn)行油氣勘探是建立在反射光譜學(xué)和油氣微滲漏理論的基礎(chǔ)上的一種方法。運(yùn)用反射光譜學(xué)原理，根據(jù)物質(zhì)的診斷性光譜吸收特征，可以鑒別物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)。

以反射光譜學(xué)和油氣微滲漏理論為基礎(chǔ)，結(jié)合野外采集樣品的檢測報(bào)告，對(duì)于某地區(qū)地面測量的光譜進(jìn)行分析，從而提出了典型含氣區(qū)測點(diǎn)的光譜曲線的宏觀特征；然后，完成反射光譜中的吸收特征的提取，包括吸收波段深度、位置、寬度和對(duì)稱度，以此分析測區(qū)采集的樣品的光譜，建立特征光譜庫；提出了檢測地表烴類物質(zhì)的方法；最后基于線性解混模型，綜合應(yīng)用基于小波變換的PCA、k均值聚類、SAM等數(shù)學(xué)工具，將光譜數(shù)據(jù)分類，實(shí)現(xiàn)半定量地提取測區(qū)主要蝕變礦物的豐度信息。

通過植被異常提取油氣滲漏信息

土壤中天然氣的異常是由于地下油氣管道或天然油氣滲漏造成的。土壤中的天然氣影響植被的生長，而植被的生長狀況可以通過光譜反射曲線來監(jiān)測。大量的油氣滲漏可以使植被的葉綠素減少。油氣滲漏滲漏使植被的光譜發(fā)生變化，包括紅色到熱紅外波段（紅邊）的反射率的突然上升，坡度，拐點(diǎn)和高度的變化。這些可以用來區(qū)分幾種重要的植被特征。通過植被的光譜曲線來確定植被的種屬，然后在確定同種植被不同地區(qū)之間光譜曲線的差別，以此來確定由于油氣滲漏造成的植被異常區(qū)”。

如果土壤中的C0.含量達(dá)到50%時(shí)，在1400 nm 和1900nm處的水分光譜曲線顯示葉片中的水分含量減少。但C0.含量高對(duì)植被危害不大，造成植被光譜變化的主要原因是因?yàn)槿毖?。油氣滲漏時(shí)進(jìn)入土壤中的大量甲烷、乙烷使土壤的氧氣大量減少。乙烷使玉米的反射光譜在 580nm處的反射率增長。

對(duì)植被指數(shù)NDVI小于0.75的區(qū)域，利用HYMAP傳感器 R440/R740對(duì)油氣滲漏區(qū)的探測效果較好。當(dāng)NDVI大于0.75時(shí)，利用HYMAP傳感器R740/R720對(duì)油氣滲漏區(qū)的探測效果較好。最理想的遙感探測植被受油氣滲漏的影響波段在可見光和近紅外幾個(gè)比較窄的波段?，F(xiàn)有的航空和航天遙感還不能探測空間區(qū)域小于2米的油氣滲漏區(qū)。油氣滲漏對(duì)植被的影響在圖像上具有圓形規(guī)律，利用指數(shù)或高斯過濾器對(duì)提高信息精度有較好的效果。長期的油氣滲漏對(duì)地表的生物種類也會(huì)造成一定的影像，并使土壤中的水分含量減少。

油氣滲漏區(qū)蝕變信息提取方法

蝕變提取主要采取的是比值的方法突出各礦物的蝕變信息，其選取比值波段的原則為：

（1）首先優(yōu)先選取質(zhì)量較好的波段，作為后續(xù)處理和運(yùn)算的波段；

（2）在可先的特征吸收、高值區(qū)，盡量選擇能夠避開植被及其他礦物影像的位置；

（3）由于實(shí)際情況的不可預(yù)知性，因此其比值后所得的范圍，與實(shí)驗(yàn)室測定波譜比值后的計(jì)算值存在一定誤差，因此在提取時(shí)，適當(dāng)放寬了通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出的范圍，作為實(shí)際提取的范圍。

基于以上原則，對(duì)粘土礦物選取反射高值2.135um和低值2.205m進(jìn)行比值處理。其比值后粘土礦物的理論值為1.281~1.770um。三價(jià)鐵離子選取反射高值1.285 um和低值0.894 um進(jìn)行比值處理，則比值應(yīng)介于1.335~2.89um之間。二價(jià)鐵離子選取反射高值1.749um（波段）和低值1.184um（波段）進(jìn)行比值處理，則比值至少應(yīng)介于1~5um之間。烴類物質(zhì)選取1.725m的吸收位置和2.07um的高值位置進(jìn)行計(jì)算。

在對(duì)碳酸根離子蝕變信息時(shí)，考慮到碳酸鹽礦物特稱的光譜特性，其在熱紅外部分和其他礦物的區(qū)別度更大，更有利于其信息的提取M。以上油氣勘探方法顯示，基于高光譜的微滲漏探測主要通過一些間接證據(jù)，如植被異常、土壤和巖石蝕變，為油氣勘探提供線索。而油氣資源的確定還要依靠相關(guān)的地質(zhì)資料。