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1、第 2 9 卷第 l O 期 天然气工业 遥感数据和地理信 息 系统 在地 震数据 采集 中的应 用 周 彬 杨 柳 谢 滔滔 向体 刚 郑家 志 川庆钻探工程公 司地球 物理勘探公 司 周彬等 遥感数据和地理 信息系统在地震数据采 集 中的应用 天然气工业 ， 2 0 0 9 ， 2 9 ( 1 O ) ： 3 1 3 3 摘 要 在 复杂地表条件 下， 如何优化地震测 线部署 和观 测系 统设计 ， 合理 选择试 验 点， 监 控野 外施工质 量， 合理 组织、 安排 生产设备 与施工班组 以及 HS E管理等 系列问题一直是野外采集 工作 的难 点。为 此， 利用 高分辨 率 遥感 影像
2、 与数字高程模型( D E M) ， 并结合地理信 息系统( G I s ) ， 形 成一套 综合技术 ； 探讨 了其在 油气地震 勘探采集 设 计、 监控 生产 动态和 生产 质量等方面 的应用情况 。应用 结果表 明， 采用该套技术 后地震勘探 采集 设计更加科 学， 采 集设 备和施工班组 的安排更加合理 ， 有助于在 复杂地 表条件下获得 高品质的地震资料 。 关键词 地震数据 野外记 录 遥 感 图像 采集 数据 设 计 监视控制 技 术 应用 D0I ： 1 0 3 7 8 7 j i s s n 1 0 0 0 0 9 7 6 2 0 0 9 1 0 0 0 9 U 引 舌 地理
3、信息系统 ( G I S ) 是 2 o世纪 6 0年代发展起 来 的一 门新技术 ， 即在计算机的支持下 ， 将空间数据 录入存储 ， 并可对大量 的空间数据及其属性信息进 行 高效 的分 析 。遥 感 技 术 则 是 一 种 从 远 距 离 、 高 空 乃至外 层 空 间 的平 台上 ， 利 用 可 见 光 、 红外 线 、 电磁 波等探测仪器， 通过影像扫描 、 信 息感应 、 传输 和处 理等 技 术 过 程 ， 识 别 地 面 物 体 的 性 质 和 运 动状 态 的 现代 技术 系统u 。利 用遥 感 技 术 获取 的高 分 辨率 遥 感数据 为 GI S提供 了 高质 量 的空
4、间数 据 ， 而 GI S则 为处 理 和 分 析 这 些 空 间 数 据 提 供 了 一 个 良好 的 平 台 ， 并 有效 提 升 遥 感 图 片 的信 息 获 取 能 力 。将 经 过 融合处理和正射纠正后 的遥感影像及 数字高程模型 ( D E M) 加 载 到 GI S软 件 中 ， 可 以准 确 为地 震 勘 探 施 工设 计 和野 外 采 集 提 供 地 貌 特 征 、 地 表 岩 性 、 人 文 、 交 通 、 水 文 、 构 造 特 征 等 直 观 性 信 息 。 因此 ， 该 项 技 术 在油 气地震 勘 探野 外采 集 中发 挥 了 越来 越 重 要 的 作用。遥感技术和
5、地理信息系统在地震勘探野外采 集 中应 用主 要有 以下 两大 方 面 。 1 指 导地震 勘探采集设计 1 1 优 选探 区与调 整测 线部 署 利 用经 过不 同波 段组 合 处理 后 的 遥感 数 据 能 够 解 译 出某 一 地 区的 地 表 岩 性 、 地 面 构 造 ( 断层 、 裂 缝 以及圈闭) 、 隐伏构造以及重要的含油气信息。由光 谱 特 征还 能 够揭示 油 气微 渗 漏 引起 的地表 土 壤 蚀 变 信息r 2 等 ， 再对影像进行正射纠正 、 地面精校 等处 理 。 以 GI S软 件 为平 台 ， 可 以 根 据 需 要 将 历 年 的 勘 探部 署 ( 包括 测线
6、 部署 ) 图 、 地质 研 究 成果 图( 如 储 层 预测展布图) 与遥感影像数据叠合在一起 ， 据此可 以 分析 以下几 方 面 ： 不 同 区带 的勘 探 程 度 ； 不 同 区 带 的 勘 探 前 景 ， 可 以对 拟 进 行 地 震 勘探 的 区带 进 行 优选 ， 选 择那 些 勘探 程度 低 、 具 有 良好 勘 探前 景 的 区 块进 行 勘 探 ； 可 对 拟 部 署 的 地 震 测 线进 行 优 化 布 设 。 1 2指导 和优 化观 测 系统 的设 计 观测 系统 的设 计是 地 震勘 探 野 外采 集 施 工 的重 要 工作 之一 ， 也 就 是优选 激 发 点 、
7、接 收 点 的位 置 。观 测 系 统 的设 计 是 否优化 对 能 否获 取 高 品质 的地震 资 料 具 有重 要 的影 响 。 把高 分辨 率遥 感 影像 和 高程 数 字 模 型叠 人 G I S 系统 中 。利用 这 些 直 观 的信 息 ， 可 在 室 内精 心 做 好 各 种 复杂 地表 如 高陡 山 区 、 丘 陵 、 水 网 及 城镇 等 地 区 的观 测 系统设 计 。充 分利 用有 利 于 激 发 或接 收 的 地 表条 件 ， 预先 做 好 激 发 点 、 接 收 点 的偏 移 设 计 工 作 ， 使 激 发点 、 接 收点 尽 可能 分布 均 匀 ， 并 且 分布 在
8、 岩 性 单 一 、 地形 高 差 变 化 小 、 地 表 相 对 湿 度 较 大 、 表 层 相 作者简介 ： 周彬 ， 1 9 6 3年生 ， 中国石油天 然气 集团公司技能专家 ， 高级工程 师 ； 长期从 事物探测 绘工作 。地 址 ： ( 6 3 7 0 0 0 ) 四 川省南充市西河北路 1 3 9 号 。电话 ： 1 3 9 9 0 7 9 9 9 5 0 。E ma i l ： z b 6 3 0 3 1 7 1 2 6 c o rn 3 1 天然气工业 2 0 0 9 年 1 O 月 对 坚硬 的地 表 之上 ， 以保 证 观 测 系 统属 性 的一 致 性 和地震 采 集
9、的资料 品质 ， 并 减 少 野 外施 工 的盲 目性 和重复 工作 。 在 此基础 上 ， 利 用克 浪软 件 、 绿 山软 件 或 山地 之 星等观测 系统设 计软 件对 地下 目标 地 质 体 的覆 盖 次 数 进行模 拟论证 ， 通 过调 整激 发点 和 接 收点 的位 置 ， 使 得覆 盖 次 数 能够 满 足 地 质 任务 的要 求 ， 从 而 达 到 优 化观 测系统 的 目的 。 2 0 0 7年 ， 在 海 南 临高 三 维 勘 探 项 目中 ， 购 买 了 S p o t 2 5 m( 成像 时 间为 2 0 0 6年 1 2月) 遥感 影像 ， 通 过对多光谱 和全色的融
10、合和地面精校后 ， 导入绿 山 软件 中对 激发 点 和接 收 点进 行 逐 点设 计 ( 见 图 1 ) 。 通过 调 整 激发 点 和 接 收点 的位 置 ， 使 观 测 系统 覆 盖 次数达 到最 优 化 设 计 。并 将 其 坐 标 导 出 ， 上 载 到测 量设备 ( G P S ) 中 ， 大大 减 少野 外 测绘 人 员 盲 目选 井 ， 极大地 方便 了野 外测量 施工 ， 提 高了作业 效 率 。 图 1 海南临高遥 感影像 三维逐点激发点设计 图 1 3合理 、 科学选择 试验 点 野外 表 层 结构 调 查 、 激 发 井 深 试验 和激 发 药 量 试 验 结果 是 地
11、 震勘 探 野 外 采 集设 计 、 施 工 和 资 料 处 理 的重 要依 据 。为 了获 取 最 佳 的 激 发 参 数 ( 激 发 井 深 、 激 发岩 性 和激 发 药 量 ) 和 准 确 的 地 表 静 校 正 数 据 ， 必须 进行 表层 结构调 查 、 激发 井 深试 验 和激 发 药 量试验 。而 激发井 深试验 方 案必 须依 据 野 外表 层 结 构调 查 结果 而定 ， 激 发 药 量试 验 往 往 在 激发 井 深 试 验之后 进行 。开 展 表 层 结 构 调 查 首 先 必 须 合 理 、 科 学选择 野外 表层结 构调 查试 验 点位 。以往 常 常通 过 现场
12、实地调 查来 确定试 验 点位 ， 但 由于工 区范 围广 ， 需 要投入 较 多 的人 力 、 物 力 和 财 力 ， 工 作 效 率 低 ， 而 且往往不能把握全局 ， 控制精度低 ， 不能满 足快 速、 高效的施工要求 。 而遥 感影像 能 够准确 提供 工 区 内丰 富 而 又详 细 的 区域地 质 地 貌信 息 ， 包 括 地 貌 类 型 、 岩 石类 型 ( 岩 32 性 ) 、 断裂 、 褶皱 、 古 河道 、 冲 ( 洪 ) 积 扇 、 地 表 相 对湿 度 ( 即地 表 含 水 性 ) 等 。据 此 ， 可 以快 速 选 择表 层 结 构 调查 的试验点位 ， 整体设计表层结
13、构调查控制点 的 密度 ， 每个 不 同的地 貌 沉积 单 元 均有 试 验 点控 制 ， 在两 种不 同沉 积单 元 的过渡 部 位适 当增 加 表 层结 构 调查 点位 并采 用精 度较 高 的微 测井 或 双井 微 测井 的 施 工方 法 ， 在 含水 性 较 差 的 部 位采 用 深 井 微测 井 进 行施 工， 这样 既达到宏观控制全工区表层结构变化 的 目的又保证 了表 层结 构调 查试 验结 果 的精 度 。 在完 成 表 层 结 构 调查 之后 ， 就 可 以依 据 地 表岩 性 的分 布情 况 和表 层 结 构 调 查结 果 ， 针 对 不 同 的地 层 、 不 同的岩 性
14、， 在 岩性 相对 较 为单 一 并 且分 布稳 定 的地方优 选 激发 井深 、 药量 的 试验 点 位 ， 从 而为 地震 勘 探野 外采 集提 供最 佳 的激发参 数 。 l - 4指导做 好 H S E管 理工 作 在 复杂 地表 如高 陡构 造 区 、 水 网 、 城 镇 等工 区进 行地震勘探野外施工作业 。 必然会遇到 陡崖 、 滑坡 、 水 库 、 河 流 、 湖 泊 、 城 镇 、 输 气 ( 水 、 油 ) 管 线 、 通 讯 光 缆 、 煤 矿坑 道等 施工 困难 地段 或 施工 安 全 隐患 地 段 。 利用遥感影像和 GI S可 以快速、 准确获取上述信息， 并 从
15、HS E管 理理 念 出发 ， 在开 始施 工之 前对 这些 安 全隐患进行施工作业风险识别和风险评估 ， 在此基 础上 预先 做 好 施 工 穿 越 上 述 安 全 隐 患 地 段 的 应 急 ( 或 避险 ) 预案 ； 同时根据 安 全施 工 的原 则 ， 合 理确 定 激 发点 ( 或接 收点 ) 与 危 险 障 碍 之 间 的安 全 距 离 ， 指 导 野外施 _丁 ， 保 证 施 工 人 员 、 财 产 的安 全 ， 进 而 确 保 施工 的顺 利进 行 。 1 5合 理配 置施 工设 备 遥感 影 像 可 以 准 确 提 供 工 区 内 的 地 表 地 貌 类 型 、 地 表 岩石
16、 类 型 ( 岩性 ) 、 地 表 含 水性 、 水 系 发育 状 况 和公路 等 信 息 ， 据 此 可 以合 理 配 置 施 工 设 备 。包 括 ： 根 据地 表 出露 的岩 石 类 型 ( 岩 性 ) 和 地 表 含水 性 ， 合理 选择 钻 机 的类 型 和数量 ； 根 据 区 的地 表 地 貌发 育状 况 、 交 通状 况 ， 合 理 选择 交 通 运输 车辆类 型 和数 量 ； 根据 工 区地形 变化 大 小 、 植 被 发育 程度 和 城镇 等 施 测 障 碍 分 布 状 况 ， 合 理 选 择 测 量 设 备 ( GP S测 量仪 和全 站 仪 ) 和数 量 ； 根 据 工 区 内大 型 水 系发 育情 况 ， 配备数 量 足够 的救生设 备 。 2 监 控 野 外 施 工 的 生产 动 态 和 记 录 质量 2 1 合 理安 排施 工班 组 ，
