遙感技術在復雜山區頁巖氣早期勘探中的應用

張聰，包書景，段文哲

（1.中國地質調查局油氣資源調查中心，北京 100029；2.中化石油勘探開發有限公司，北京 100031）

遙感技術在復雜山區頁巖氣早期勘探中的應用

張聰1，包書景1，段文哲2

（1.中國地質調查局油氣資源調查中心，北京 100029；2.中化石油勘探開發有限公司，北京 100031）

我國目前公開招標的頁巖氣區塊多數位于四川盆地東南緣高陡構造帶，地形復雜，斷裂發育，造成區塊內頁巖氣的勘探和開發均存在一定難度.與盆地內覆蓋區的頁巖氣早期勘探不同，復雜山地內的頁巖氣早期勘探需考慮地表地貌因素，加強早期研究，降低勘探風險和成本.利用湖南保靖地區的頁巖氣招標區塊的遙感數據，與DEM數據相結合，考慮坡度、高程2個因素，優選研究區頁巖氣勘探的地貌有利區，為下一步頁巖氣的勘探和后期施工提供參考.

頁巖氣；復雜山區；遙感；早期勘探；地貌因素

頁巖氣是一種替代型的、重要的非常規油氣資源［1-3］，近年來其勘探開發備受國際地質學界的廣泛關注.我國在近十年不斷跟蹤國外頁巖氣勘探開發研究進展的同時，對我國頁巖氣的資源潛力、成藏條件、儲層條件、開發技術等關鍵問題進行努力探索與嘗試，試圖早日實現我國頁巖氣的商業化開發.我國泥頁巖發育類型多、分布廣，頁巖氣勘探潛力巨大［4-6］.目前，國土資源部公開招標的頁巖氣區塊多數位于四川盆地東南緣高陡構造帶，地形復雜，斷裂發育，使得該地區頁巖氣的勘探和開發均存在一定難度.與盆地內覆蓋區的頁巖氣早期勘探不同，復雜山地內的頁巖氣早期勘探需考慮地表地貌因素，加強早期研究，降低勘探風險和成本.遙感技術作為一門對地觀測前沿技術，在地質、資源、環境、城市規劃以及軍事等領域發揮了巨大的作用［7］.本文利用湖南保靖地區的頁巖氣招標區塊的遙感數據、DEM數據相結合，考慮坡度、高程2個因素，優選研究區頁巖氣勘探的地貌有利區，為下一步頁巖氣的勘探和后期施工提供參考.

1 研究對象

本次選用的研究區是國土資源部提供的湖南保靖頁巖氣區塊，該區塊地處中揚子準臺地西緣，處于八面山-大磨山弧形構造帶西緣的湘鄂西隔槽式沖斷褶皺帶，主要發育地層有震旦系、寒武系、奧陶系、中下志留統和二疊系［8-9］.保靖區塊地形呈西北和東南高、中間低的馬鞍形，山、丘、崗、坪交錯相見.區域西北角坐標為經度109°17′45″，緯度28°56′00″，面積為1189.72 km2.區內復雜的地形條件制約了頁巖氣早期勘探，對地質選區和后期施工均造成了困難.

2 遙感數據處理

實驗采用的遙感數據主要包括研究區的ETM+數據和相應區域的ASTER GDEM數字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）數據，數據均從國際科學數據服務平臺網站下載.其中ETM+數據為30 m分辨率，有7個波段，本次選擇3-2-1波段進行RGB彩色組合. DEM的空間分辨率也為30 m，但區域大小與ETM+數據不一致.

實驗采用ENVI遙感圖像處理軟件進行數據處理.由于下載的數據已完成幾何定位，本次不再進行幾何校正處理.因此，數據處理主要包括ETM+數據和DEM數據裁剪、兩種數據的配準、數據區域提取處理、三維影像圖制作4個步驟，下面對處理過程進行簡要介紹.

1）數據裁剪：ETM+數據裁剪主要為獲取研究區的局部影像.根據工作區域的地理坐標，利用軟件的坐標裁剪功能獲得需要區域的ETM+數據.由于收集的DEM數據景覆蓋區域較大，對其進行鑲嵌處理可以獲得和ETM+數據大致相同區域的數據.

2）數據配準：數據配準是關鍵步驟，不但使得兩種數據區域覆蓋相同，位置匹配，它們的空間分辨率也調整一致（圖1）.

圖1 研究區實驗影像（a）和DEM（b）Fig.1 The experimental image（a）and DEM（b）of study area

3）數據區域提取處理：該步驟主要獲得滿足要求的地貌有利區，為復雜山區頁巖氣早期勘探提供參考信息.研究區的高程大致處于200～1320 m，平均高程約450 m.本次實驗選擇400 m高程以下區域作為地貌有利區.對DEM數據進行處理獲得研究區坡度信息，坡度大的地區不宜作為地貌有利區.本次實驗以小于5°區域為備選，實驗得到的坡度數據處理結果如圖2所示.

4）三維影像圖制作：對圖3中滿足坡度和高程的區域取交集，得到最終地貌有利區，最后利用ENVI軟件的三維圖像處理模塊生成研究區的三維影像數據（圖4）.

3 結果與認識

復雜山地內油氣的早期勘探和后期施工要考慮地形地貌的影響，頁巖氣勘探也不例外.對于目前我國公開招標的頁巖氣區塊多位于四川盆地東南緣高陡構造帶的這種情況，試圖利用遙感技術，綜合考慮高程、坡度2個因素最終分析地表地貌條件對頁巖氣早期勘探的影響，降低早期勘探成本.

圖2 研究區坡度數據平面圖Fig.2 The slope graph of study area

本文的研究內容僅僅是對遙感應用于頁巖氣早期勘探的一種實驗方法的探討，因此高程和坡度臨界值的選取，僅僅是經驗數據，在實際工作中要結合實際地質情況、考慮降低勘探成本等因素來綜合確定高程和坡度數據的臨界值.通過上述實驗方法得到的研究區地貌上頁巖氣早期勘探的有利區如圖4所示，圖中黃色區域代表高程小于400 m，坡度小于5°的區域.在完成三維影像圖的制圖后，可以利用ENVI三維圖像處理模塊，通過旋轉、縮放等方式直觀查看和分析所在區域的實況，選定地貌有利區.在此基礎上，后續工作中應結合研究區地表及地下實際的地質情況，最終指導下一步的頁巖氣勘探方向，同時也為后期地質選區以及工程施工提供建議.

4 結束語

本文是遙感技術、GIS技術在頁巖氣早期勘探中的一種嘗試，旨在利用現代先進技術手段，為復雜山地地區的頁巖氣勘探開發服務.本文的實驗方法將在日后工作中進行檢驗和優化.

圖3 滿足高程和坡度條件的地貌有利區Fig.3 The favorable geomorphic areas

圖4 研究區地貌有利區Fig.4 Favorable geomorphology in study area

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APPLICATION OF REMOTE SENSING TECHNOLOGY IN EARLY EXPLORATION FOR SHALE GAS IN COMPLEX TERRAIN

ZHANG Cong1,BAO Shu-jing1,DUAN Wen-zhe2
（1.Oil and Gas Center,China Geological Survey,Beijing 100029,China;2.Sinochem Petroleum Exploration and Production Co.,Ltd.,Beijing 100031,China）

Most of the shale gas blocks for open tendering in China are located within the high-angle structural belt in the southeast of Sichuan basin,where the geomorphology is complex,with developed faults,making the exploration and exploitation difficult.To reduce the risks and costs,the geomorphic factors have to be seriously considered in early stage of shale gas exploration.Based on the remote sensing data from Baojing shale gas block in Hunan Province,with synthesized gradient and elevation factors,this research optimizes favorable areas in this block and provides a reference for further explorationandsurfaceengineering.

shale gas;complex terrain;remote sensing;early exploration;geomorphic factor

1671-1947（2014）05-0492-04

P627

A

2014－02－24；

2014-03-13.編輯：李蘭英．

中國地質調查局“南方油氣資源戰略選區調查”項目（1211302108020）資助.

張聰（1986—），女，碩士，工程師，主要從事石油地質勘探工作，通信地址北京市朝陽區安外小關東里10號院東小樓101室，E-mail//zh_cong520@aliyun.com