西藏措勤盆地油气遥感解译.pdf

第 2 2卷第 3期 、 ，0 1 ． 2 2 No ． 3 中国有色金属学报 Th e Ch i n e s e J o u r n a l o f No n f e r r o u s M e t a l s 2 0 1 2年 3 月 Ma r ． 2 01 2 文章编号 1 0 0 4 0 6 0 9 2 0 1 2 0 3 0 9 0 3 0 6 西藏措勤盆地油气遥感解译 刘辰生 一 ，郭建华 一，尹琼 一 ，邓吉秋 ， f 1 ．中南大学 有色金属成矿预测教育部重点实验室，长沙 4 1 0 0 8 3 2 ．中南大学 地球科学与信息物理学院，长沙 4 1 0 0 8 3 摘要西藏措勤盆地油气勘探潜力大，利用遥感解译方法可以解决研究区高寒缺氧、交通不便以及常规油气勘 探方法成本高等问题。 利用比值法、 遥感波段融合法、 羟基／ 铁质异常提取法对措勤盆地异常信息进行提取和分析， 并与油气 苗点和 已知油气藏对 比。结果表 明，羟基／ 铁质异 常提取法 主要分析手段是主成分法 包含 的非油气 异常 信息少，异常信息与油气苗点吻合度高，是最佳的解译方法。比值法提取的异常信息中包含较多的非油气异常信 息，因此油气解译结果不准确。遥感波段融合法解释准确性介于两者之间。通过遥感解译预测出措勤盆地 4个有 利油气勘探区域，其中 3 个与该区石油地质分析结果非常吻合。 关键词措勤盆地；沥青点；油气遥感解译；有利油气勘探区；影响因素 中图分类号P 6 2 7 文献标志码A Pe t r o l e u m i n t e r pr e t a t i 0 n wi t h r e m o t e s e ns i n g i n Cu o q i n ba s i n， Ti b e t L I U C h e n ． s h e n g 一 ， GU O J i a n ． h u a 一 ， Y I N Qi o n g 。 ， 一 ， D E NG J i q i u ， 1 ． K e y L a b o r a t o r y o f Me t a l l o g e n i c P r e d i c t i o n o f No n f e r r o u s Me t a l s ， Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n ， Ce n t r a l S o u t h Un i v e r s i t y , Ch a n g s h a 4 1 0 0 8 3 ， Ch i n a ； 2 ． S c h o o l o fGe o s c i e n c e s a n d I n fo P h y s i c s ， Ce n tra l S o u t h Un i v e r s i ty, Ch a n g s h a 41 0 0 8 3 ， Ch i n a Ab s t r a c t T h e r e i s a g r e a t p o t e n t i a l f o r p e tro l e u m e x p l o r a t i o n i n Cu o q i n b a s i n ， T i b e t ． T h e p e t r o l e um i n t e r p r e t a t i o n wi t h r e mo t e s e n s i n g c a l l s o l v e s u c h q u e s t i o n s a s c o l d ， h y p o x i a ， i n c o n v e n i e n t t r a ffi c a n d h i g h c o s t wi t h c o n v e n t i o n a l me t h o d s fo r p e tr o l e u m e x p l o r a t i o n i n s t u d y a r e a ． S u r f a c e a n o ma l i e s a r e e x tra c t e d a n d a n a l y z e d wi t h c o mp a r a t i v e m e t h o d ，f u s e me t h o d a n d h y d r o x y l a n d i r o n a n o ma l y me t h o d i n C u o q i n b a s i n ．Ba s e d o n c o mp a r i s o n， h y d r o x y l a n d i r o n a n o ma l y me t h o d ma i n me t h o d i s p ri n c i p a l c o mp o n e n t me t h o d i s t h e b e s t for r e mo t e s e n s i n g i n t e rpr e t a t i o n b e c a u s e t h e r e a r e f e w n o n - p e t r o l e um a n o ma l i e s i n i n t e r p r e t a t i o n r e s u l t o f p ri n c i p a l c o mp o n e n t me t h o d ． Bu t the r e a r e l o t s o f n o n - p e t r o l e u m a n o ma l i e s i n i n t e rp r e t a t i o n r e s u l t o f c o mp a r a t i v e me t h o d ， t h e i n t e rpr e t a t i o n r e s u l t i s i n a c c ur a t e ．Th e d e g r e e o f i n t e rp r e t a t i o n a c c ura c y wi t h f us e me t h o d f a l l s i n b e t we e n ． F o u r f a v o r a b l e p e tro l e u m e x p l o r a t i o n a r e a s c a n b e p u t f o r wa r d i n Cu o q i n b a s i n t h r o u g h i n t e rpr e tat i o n o f r e mo t e s e n s i n g ， a n d t h r e e a r e a s o f t h e m c o i n c i d e wi t h p e tro l e um g e o l o g y d a t a ． Ke y wo r d s Cu o q i n b a s i n ；p i t c h p o i n t ；p e tro l e u m i n t e rpr e t a t i o n o f r e mo t e s e n s i n g ；f a v o r a b l e are a for p e tro l e um e x p l o r a t i o n ； i mp a c t f a c t o r s 由于研究 区平均海拔 4 5 0 0 m 以上 ，高寒缺氧 ， 地广人稀，植被覆盖较差，交通不便，特殊的地理条 件限制了人们对其研究，成为中国陆上面积最大、勘 探程度最低、认识最差的一个含油气大区⋯，因此 ， 对 该 区进 行 油气勘 探 必须 寻找适 宜 于高 寒地 区且 高 效、廉价的新探测方法 。遥感技术获得的遥感信息 基金项 目国家重大科技专项子专题 2 0 0 8 Z X 0 5 0 0 2 0 0 5 0 0 7 HZ 1 收稿 日期2 0 1 1 - 1 2 ． 0 1 ；修订日期2 0 1 2 ． 0 1 ． 0 4 通信作者刘辰生，讲师，博士；电话0 7 3 1 - 8 8 8 3 6 2 3 5 ； E ma i l l c s j e d 1 6 3 ． c o m 中国有色金属学报 能够全面 、真实地反 映地面信息 ，并具有 多层次性 、 多时相性、多波段性【 2 ] ，尤其在 反映地球化学和地球 物理特征、地球热信息、地壳深部隐伏信息等方面具 有得天独厚的优势。油气资源遥感是遥感技术和油气 地质相结合的一门边缘学科，是遥感技术应用的一个 重要方面[ 3 ] 。它是 以寻找 油气 为 目的，利用遥 感资料 和其他地学相关资料 ，提取与油气密切相关的信 息[ 4 】 ，为 油气勘探选 择靶 区提 供勘探 部署决策 的依 据 。近年来 ，对油气遥感解译 的方法研究较多 ，成果 丰硕 。袁 崇谦和周建勋【 6 】 利用 比值法对 塔里木盆地塔 北地区烃类微渗漏异常进行了分析，油气渗漏点与异 常 区吻 合度 高 。新星 石油 公司根 据烃 类蚀 变异 常信 息，预测 了四川龙门山鸭子河勘探区块，并部署了 MP 1 0 0井 ，现该井 为工业油气井[ 1 ，从而验证 了遥感 技术进行靶区预测的有效性 。 1 研究区概况 措勤盆地位于东经 8 1 8 9 。 、北纬 3 0 3 3 。 ，为中 生代盆地 。盆地 内发育 中、上侏罗统接奴群 ，下 白垩 统则弄群 、多尼组 、郎山组 ，上 白垩统竟柱 山组 ，古 近系典中组、丁青湖组，新近系布嘎寺组、唢呐湖组 和沽居纳卓组 。措勤盆地地表 出露 的地层 多为 白垩系 多尼组 、郎山组 、竟柱 山组 以及第 四纪冲积物 。 多尼 组主要 分 布于 盆地 雪上 勒一 可如 勒一 线 以 北，整 合于下伏的则弄群和 上覆的郎 山组之间。岩性 主要为灰绿色 泥岩、 粉砂质泥岩 、 含生物微泥晶灰岩、 灰绿色 页岩夹薄板状 灰岩、深灰色泥晶灰岩、生物灰 岩、灰黑色碳质泥页岩以及长石岩屑砂岩，沉积相类 型包括浅海相和三角洲相 。郎 山组岩性主要包括生屑 灰岩、泥晶灰岩 以及炭质泥页岩 ，沉积相类型包括局 限台地相和开阔台地相 。竟柱 山组仅在扎 日南木错一 拍龙一 塔若错之间呈近东西 向展布 ，岩性为一套浅紫 红色 、紫红色夹灰绿色 、灰色岩屑石英砂岩 、含砾砂 岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，为冲积扇相沉积。 2 油气遥感解译 遥感技术直接找油方法是基于烃类微渗漏原理 ， 利 用遥感 技术探测 烃类微 渗漏形 成 的地表 标志 如 红 色褪色 、碳酸盐矿化 晕、黏土矿化 、地植物病变和热 惯 量异常等1 ，从遥 感影像 上直接提取 油气信 息，实现 直 接探测油气藏 的 目的 。该项技术是通过对 比已知沥 青 点或油气藏遥感 影像特 征，确 定其油气微渗漏信 息 提取 参数，对比、提取措勤盆地烃类微渗漏信 息， 定烃 类微渗 漏非异 常区。其方法 包括 比值法 、遥感波 段融合法、羟基／ 铁质异 常提取法 。 2 ． 1比值法 比值法是指 当波段间差值相近但斜率不 同时利刷 反射波段与吸收波段 的比值增强各种蚀变矿物 的波谱 差异 ，抑制地形 的影响 ，从而突 出蚀变信息 的方法 。 其处 理流程包括 首先整理 已知油气 点坐标 ，转换成 G I S数据，再将 油气点坐标数据 与遥感 图像 叠加，获 得对应位置 的图像 数据值 原值或统计值1 。分析 不同 位置油气点的遥感数据值的特征，横向 不同图幅问1 、 纵 向 不 同波段 问 对 比，总结数 值规律 ，并编 写提取 流程与算法 。 通 过统计 分析发现 措勤盆地 的 1 2个 已 知油气 点中 7 个直接落在 比值法异常区范 围之 内，吻 合度 比较高 。 2 ． 2 遥感波段融合法 根据烃类微渗漏 的原理 以及地表蚀变 引起 的光谱 反射率异常特征，直接对 E T M 图像波段进行运算， 再进行 融合 、合成假彩色 图像 ，由人 工直观 目视 判断 可能的异常区域。根据 E T M 图像特征 以及烃类 微渗 漏可能引起 的各种异 常的遥 感图像 波段 差异，确定运 用 以下波段 比值， 提取不 同的异常信 息1 1 T M5 ／ T M4 。 提取含 铁离子 包括 F e 、F e 1 土壤 、盐类信 息 ；2 1 T M3 ／ T M2 ， 提取土壤 “ 褪红 ” 蚀变信 息； 3 1 T M5 ／ T M7 ， 提取黏土矿物和碳酸盐矿物蚀变信息 。将提取结果与 已知油气点 、油藏区进行叠加 ，分析空问相关性 ，发 现措勤盆地的 7个 已知油气 点多数落在融合法 的异常 区域 内。将融合法油气微渗漏信息提取结果与伦坡拉 盆地 已知油藏区叠加 ，发现伦坡拉盆地 8 个油气藏及 其周 围 3 0 0 0 m 范围 内无异常。 2 - 3 羟基／ 铁质异常提取法 渗漏到地表 的微量油气可 引起地表地植物异 常、 碳酸盐矿物蚀变 、红层褪色异常 、黏土矿物蚀变 、热 惯量异 常等一 系列异 常。而碳酸盐矿物蚀变会 引起 地 表的 C O 3 2 - 与 O H 一 异常 ，红层褪色会引起地表 F e 2 十 与 F e 异常、黏土矿 物蚀变也会 引起地表 C O 3 2 - 与 OH 异常。故提取遥感图像中的羟基 O H一 和铁质 F e 与 F e 异常，即间接提取油气微渗漏信息。F e 2 ‘ 、F e 、 O H 一 、C 03 2 - 等离子或离子基 的反射 谱主要特 征为 1 F e 2 在 1 ． 1 ～ 2 ． 4 g m 光谱范 围内存在强吸收谷 ，而儿 F e 会 使矿 物 在 T M7 波 段 反射 率 降 低 。2 F e 在 第 2 2卷第 3期 刘辰生，等西藏措勤盆地油气遥感解译 9 0 7 域具有较高 的吻合度 ， 但其 结果常受多种 因素 的影响 ， 需要 具体分析 。 3 ． 1 研究 区本身 因素 的影 响 目前， 遥感技术主要从土壤及岩石地球化学异常、 石油物质地表渗漏、地植物异常、地热异常等几个方 面寻求遥感探测指 示标 志 ；而受到研究数据和技术 因 素的影响，某些途径的方法无法实施，具体如下 1 由于研究区属于高寒气候区，地表植被稀少， 无法进行植被异常的对比分析，故植物异常信息未能 提 取 。 2 由于研究区油气苗点均是局部出露， 其均一出 露面积达不到遥感识别蚀变的面积 最小像元面积 ， E T M 多光谱 为 2 8 ． 5 2 8 ． 5 -- 8 1 2 ． 2 5 m ，一般地 表均一 沥青出露面积只有几十平方米，达不到遥感识别的尺 寸，无法直接利用烃类物质的光谱特征提取地表微渗 漏信息 。 以上 因素使得研究 只能基 于土壤及岩石地球化学 异常和部分利用已知油气点附近的遥感数据特征提取 油气地表微渗漏信息。 3 ． 2 遥 感数 据可获得性的影响 地表 油气渗漏及其 引起 的异常是 非均 一、 小面积 ， 这就使得解译过程中对遥感数据的要求非常高，然而 遥 感数据受到诸多方面 的限制 1 空间分辨率由于油气地表渗漏面积小，用高 分 辨率的遥感数据是合理 的选择 ，但 高分辨 率遥感数 据波段信息少，不具备高光谱特征，对地物识别能力 差 ，如空间分辨 率 0 ． 6 1 m 的 Q u i c k Bi r d 数据 ，光谱波 段少，对地表油气或异常信息根本无法识别。 2 光谱分辨率 一般光谱和高光谱在分辨率方面 都存在缺 陷， 没有合适 的高分辨 率、高光谱遥 感数据 ， 所 以在选择数据 时只能空间分辨率 、 光谱分辨 率兼顾 ， 从而使得地表微渗漏信 息的光谱检 出率和检 出面积 都 受到 限制 。 3 ． 3 遥感数据成像 的影响 遥感数据成像特征、成像时的环境等均会影响遥 感数据 的质量 ，从而影 响到 由此提取 出来 的油气微渗 漏信息 。 1 同物异谱同类地物可能由于成分、外观等差 异造成成像后色调存在差异 ，具有不 同的光 谱特 征 。 2 同谱异物具有同样光谱特征的信息，并不一 定代表同一地物。可能由于成分、外观等差异使不同 地物在成像后色调一致，不同的地物可能具有相似的 光 谱特 征 。 3 成像时 问不同时间成像的数据 ，由于太 阳照 射、大气参数等不同，不同图幅上的、同一地点或同 一 地物遥感 数据会 存在差异 ，导致不 同图幅数据之 间 数据特征有差异 ，从而影响油气 微渗漏信息提取 的准 确度 。 遥感数据成像 方面 的各种 影响因素削弱 了利用光 谱提取信息 的基础 ，需采用 多种 方法剔 除部分干扰 因 素、或采用多种方法对比分析，以此提高提取信息的 准确 度【 。 3 ． 4 地面综合干扰因素 由于多波段遥感图像的光谱分辨率低，再受到干 扰地物及 背景光谱 的影响 ，导致蚀变信息在遥感 图像 中一直表现 “ 微弱 ” 。因此 ，蚀变矿物 的遥感信 息提取 依然难度很大[ 。 研究区受多种干扰因素影响，主要包括阴影、戈 壁荒漠 、植被 、土壤 、水体 、云团、积 雪或雾等 。这 些因素对烃类信息提取的影响较大。 4 结论 1 采用比值法提取油气点特征信息， 采用融合法 提 取波段融合色调异常 ， 采 用主成分分析法提取羟基／ 铁质异常，在 3种分析方法中，主成分分析法在异常 信 息分析方法中解译效果最佳 ，融合法次之 。 2 通过主成分法解译出措勤盆地面积大于 l 0 0 0 k m 的 4个重点一级非异常区 ，同时这些 区域 也是措 勤盆地有利 的油气勘探区域 ，这个结果与石油地质 资 料分析结果相吻合。 3 油气遥感解译方法具有成本低 的特 点， 但其受 到诸如地表植被、地热异常、天空云量、遥感数据分 辨率和波段等 因素的制 约，需要根据研究区 的实 际情 况选用最佳 的分析方法 。 REFERENCES [ 1 ] 张春贺 ．推进 西藏高原油 气勘查 与开发 [ J ] ．中 国矿业 ，2 0 0 8 ， 1 7 1 1 1 3 1 5 ． ZHANG Ch u n- h e ．I n no v a t i o n o n o i I e x p l o r a t i o n e x p e r t i s e a n d i n t e g r a t e d i o g i s t i c s s u p p o rt b o o s t T i b e t a n d i s c o v e r i e s【 J ] l Ch i n a Mi n i n g Ma g a z i n e ， 2 0 0 8 ， 1 7 1 l 3 1 5 ． 【 2 】 GR A HAM R H． S p e c t r a l s i g n a t u r e s o f p a r t i c u l a r mi n e r a l s i n t h e v i s i b l e a n d n e a r i n f r a r e d[ J 1 l Ge o p h y s i c s ， 1 9 7 7 ， 4 2 3 5 0 1 5 0 3 ． [ 3 】L A WR E NC E C R，C OL I N J S ，J OH N C M．Hy p e r s p e c t r a l 9 0 8 中国有色金属学报 [ 4 】 [ 5 】 【 6 ] [ 7 ] [ 8 】 [ 9 ] a n a l y s i s o f t h e u lt r a ma fi c c o mp l e x a n d a d j a c e n t l i t h o l o g i e s a t Mo r o r ， NL A u s t r a l i a[ J ] ． R e mo t e S e n s i n g o f E n v i r o n me n t ， 2 0 0 4 ， 9 l 3 4 1 9 4 3 1 ． 【 l O 】 李志忠 ，杨 日红，党福 星，张显 峰，谭炳 香，赵慧洁．高光谱 遥 感 卫 星 技 术 及 其 地 质 应 用 [ J 】 _地 质通 报 ，2 0 0 9 ，2 8 2 2 71 - 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