油氣在地下深處以側(cè)向運(yùn)移為主,當(dāng)集中到油氣儲(chǔ)層之后,油氣儲(chǔ)層變成高溫、強(qiáng)壓地質(zhì)梯度體。在梯度體內(nèi),油氣運(yùn)移方向和形式發(fā)生重大改變,油氣運(yùn)移由水平側(cè)向運(yùn)動(dòng)變成為以微滲漏和擴(kuò)散為主的垂向運(yùn)動(dòng)。油氣在滲漏過程中與上覆地層、巖石發(fā)生以化學(xué)為主的作用。由于油氣微滲漏及發(fā)生的化學(xué)作用,在油氣田上方形成了一個(gè)還原環(huán)境的柱狀體,并形成大量的新生礦物,致使地物電磁波譜特征和自然景觀發(fā)生變化,因而在遙感圖像中呈現(xiàn)出獨(dú)特的油氣滲漏影像異常。本文簡要介紹遙感在油氣滲透方面的應(yīng)用。
遙感概述
遙感是無須接觸地球表面而獲取其目標(biāo)物信息的一種技術(shù)手段,它是通過感知和記錄反射或發(fā)射(電磁波)能量,加以處理、分析和應(yīng)用而獲取的信息。遙感是一項(xiàng)綜合技術(shù),其技術(shù)系統(tǒng)包括傳感器、搭載平臺(tái)、衛(wèi)星地面站、遙感數(shù)據(jù)處理和信息提取等幾部分。遙感按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn),可以分為許多類。按工作平臺(tái)可以分為地面遙感、航空遙感、航天遙感;按電磁波工作波段可分為光學(xué)遙感(包括紫外遙感:0.05~0.38μm;可見光遙感:0.38~0.76μm;紅外遙感:0.76~1000μm),微波遙感:1mm~10m;按傳感器原理可以分為主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙感等。
遙感過程為地表不同地物發(fā)射或是反射波長不同的電磁波譜,這些包含有豐富地物信息的電磁波譜進(jìn)入空中后,被搭載平臺(tái)(衛(wèi)星、航天飛機(jī)等)上的傳感器接收,形成圖像數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)叫l(wèi)星地面站,而后再經(jīng)過對(duì)遙感數(shù)據(jù)的一系列圖像處理從而得到各種地物的信息。
遙感監(jiān)測油氣滲漏的原理
眾所周知,石油和天然氣是一種成分十分復(fù)雜的天然有機(jī)混合物,在地下深處呈流體狀態(tài),受地應(yīng)力和地下水運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng),油、氣、水在地下發(fā)生運(yùn)移,遇到適宜的場所聚集形成油氣藏。隨著油、氣、水在油氣儲(chǔ)層中不斷聚集,油氣儲(chǔ)集層內(nèi)壓力不斷加大,溫度不斷升高,最終使油氣儲(chǔ)層變?yōu)楦邷?、?qiáng)壓地質(zhì)梯度體。這一高溫強(qiáng)壓地質(zhì)梯度體內(nèi)的油、氣、水運(yùn)移方式從側(cè)向運(yùn)移為主轉(zhuǎn)變成垂向運(yùn)移和擴(kuò)散運(yùn)移為主。
油田中的油、氣、水多呈弱酸性,且多具高電位能,致使油氣藏上方形成一個(gè)還原地質(zhì)環(huán)境。垂向和擴(kuò)散運(yùn)移的油氣在細(xì)菌的參與下,形成一個(gè)環(huán)流電場,有人將這種現(xiàn)象稱為“燃料電池”作用。在“燃料電池”作用下,油、氣、水與周圍物質(zhì)產(chǎn)生電泳,發(fā)生電化學(xué)作用,于是油氣田上方形成一個(gè)柱狀還原體。在柱狀體內(nèi),滲漏的油氣與圍巖發(fā)生化學(xué)作用,形成大量新生物質(zhì),實(shí)現(xiàn)新環(huán)境中的物質(zhì)平衡。有人將這一現(xiàn)象稱之“煙囪效應(yīng)”,并論證這種“煙囪效應(yīng)”能使非磁性的赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦和黃鐵礦變?yōu)榫哂写判缘拇盆F礦、磁黃鐵礦等。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),成為現(xiàn)今應(yīng)用磁法直接尋找油氣藏的理論基礎(chǔ)。
由于油氣微滲漏作用形成了大量的新生物質(zhì)和礦物,直接影響了地表植物正常生長, 并使自然景觀產(chǎn)生變異和土壤、巖石等發(fā)生蝕變,從而在遙感圖像上出現(xiàn)獨(dú)特的影像異常,并導(dǎo)致油田上方和油氣微滲漏范圍內(nèi)地物電磁波譜特征發(fā)生改變。以上就是遙感技術(shù)手段監(jiān)測油氣滲漏并用于尋找油氣藏的理論依據(jù)。
應(yīng)用實(shí)例
研究者以美國達(dá)拉斯地球化學(xué)勘探公司積累近40年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明,目前世界上已知油田中至少有85%存在烴類的微滲漏現(xiàn)象。
在利用遙感監(jiān)測技術(shù)對(duì)吉林省白城地區(qū)松遼盆地西部斜坡帶進(jìn)行研究中,通過對(duì)液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)石油物質(zhì)光譜特征的分析,采用比值處理如TM4/TM7、TM4/TM5、TM4/TM3 來增強(qiáng)微弱的烴類微滲漏異常信息,并將波段的比值或原波段進(jìn)行彩色合成,提取研究區(qū)烴類微滲漏異常的信息后,將這一結(jié)果與已經(jīng)掌握的20多口探井的現(xiàn)場資料(油氣顯示主要集中在東北部地區(qū))進(jìn)行比照,兩者的對(duì)應(yīng)性非常好。同時(shí),在研究區(qū)西北角發(fā)現(xiàn)新的油氣滲漏異常區(qū),可作為研究區(qū)油氣勘探進(jìn)一步工作的優(yōu)先靶區(qū)。遙感監(jiān)測油氣滲漏技術(shù)對(duì)研究區(qū)的油氣勘探起到了較好的指導(dǎo)意義。
遙感技術(shù)手段的發(fā)展,特別是未來更高級(jí)的光譜和空間分辨率的傳感器的研制,在石油工業(yè)的勘探、開發(fā)、規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)中將變得越來越重要,在地面尋找裂縫油藏和油氣細(xì)微跡象的技術(shù)將越來越受到關(guān)注。遙感技術(shù)對(duì)創(chuàng)建和發(fā)展勘探信息來說是有價(jià)值的工具,它必將與電測井、地震剖面和重力數(shù)據(jù)一起成為油氣勘探和開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)工具。
責(zé)任編輯: 中國能源網(wǎng)