物探測(cè)繪技術(shù)在石油勘探及開發(fā)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

廖建軍 岳 禮

（中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司西南物探分公司，四川 成都 610213）

科技強(qiáng)國在發(fā)展的過程中，資源也在隨之不斷地消耗。各大強(qiáng)國對(duì)以石油、天然氣為代表的資源的進(jìn)口量持續(xù)上升使得石油的價(jià)格隨之上漲，在人們認(rèn)識(shí)到資源危機(jī)的同時(shí)，更加關(guān)注石油勘探及開發(fā)技術(shù)的提升，文章重點(diǎn)討論物探測(cè)繪技術(shù)在石油勘探及開發(fā)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。

1 物探測(cè)繪技術(shù)在石油勘探及開發(fā)中的應(yīng)用

1.1 物探及開發(fā)的測(cè)繪技術(shù)

頁巖氣，這種非常規(guī)天然氣貯存于富有機(jī)質(zhì)泥頁巖及其夾層中，成分以甲烷為主，以前被認(rèn)為很難經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)。但是，隨著水平井大規(guī)模壓裂技術(shù)的成功應(yīng)用，頁巖氣的開發(fā)利用得以快速發(fā)展。而數(shù)字射影像圖、全球定位系統(tǒng)、無人機(jī)航拍等技術(shù)在水平井的地面選址、油氣管線布設(shè)等石油工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，并形成了一套完整的物探測(cè)繪應(yīng)用技術(shù)。以下將介紹這幾種方法并且分析優(yōu)劣[1]。

1.2 全球定位系統(tǒng)在石油勘探中的應(yīng)用 （GPS）

隨著我國對(duì)石油勘測(cè)理解的逐步加深，石油、天然氣勘探的物探測(cè)繪技術(shù)也取得了新的進(jìn)步。其中，以全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用為突出代表。

全球定位系統(tǒng)又稱全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它的主要作用是為全球提供定位，我們很多生活中的相關(guān)應(yīng)用就是由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)來完成的，同理，全球定位系統(tǒng)的技術(shù)同樣能夠應(yīng)用到石油勘測(cè)過程的相關(guān)檢測(cè)之中，并且配合計(jì)算機(jī)，能夠很精確的計(jì)算到毫秒級(jí)別，從而快速準(zhǔn)確地確定各個(gè)測(cè)定檢波點(diǎn)、炮點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，提升石油勘測(cè)的效率和減少誤差。

1.3 數(shù)字射影像圖

數(shù)字射影像圖是一種按著規(guī)定的要求和標(biāo)準(zhǔn)，掃描處理影像，結(jié)合現(xiàn)在高科技計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確地將圖像進(jìn)行計(jì)算、轉(zhuǎn)換、集合修正，最后形成一種含有豐富信息量、精確、實(shí)用的圖形。同時(shí)有利于存檔，易于學(xué)術(shù)研究講解，在教學(xué)和實(shí)際石油勘測(cè)有著積極的作用。數(shù)字射影像圖對(duì)物探勘測(cè)有著重要且深遠(yuǎn)的影響，它標(biāo)志著我國在物探測(cè)繪技術(shù)方面已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)全新的4D時(shí)代，同時(shí)也打開了一個(gè)物探及開發(fā)測(cè)繪技術(shù)的藍(lán)圖，在地震探測(cè)、地質(zhì)探測(cè)等環(huán)節(jié)有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)于地震探測(cè)的資料整理方面，比如野外采集工作（初步確定探測(cè)區(qū)域含有的石油儲(chǔ)備和深度等，結(jié)合地質(zhì)條件而進(jìn)行分析） 、室內(nèi)資料整理 （對(duì)野外采集工作的資料進(jìn)行整合，繪制地質(zhì)剖面圖，計(jì)算地震波速度、頻率等） 和地震資料處理 （結(jié)合地質(zhì)學(xué)分析地質(zhì)，得出鉆井的資料和具體的位置） 有著重要的影響。

1.4 數(shù)字柵格地圖（DRG）

這種是利用電腦信息技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)有的地圖進(jìn)行有效處理的帶有各種數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正、掃描和色彩重組后的矢量數(shù)字劃線地圖，它的優(yōu)勢(shì)在于具有矢量性質(zhì)，可以任意縮放比例而不模糊，影響像素，而且它的邊緣清晰，在色彩、內(nèi)容、幾何精度達(dá)到更加明確的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，支持多種格式轉(zhuǎn)換，利于傳閱和應(yīng)用。

1.5 數(shù)字高程模型（DEM）

數(shù)字高程模型是一種融合了線性代數(shù)的算法，綜合坡度、坡向等內(nèi)在因素和非線性結(jié)合，轉(zhuǎn)換為透視圖、斷面圖等易于表達(dá)和觀測(cè)的復(fù)合型各類圖組。它是數(shù)字地形模型的一部分，也是其他各種地形特征值的基礎(chǔ)，換句話說，數(shù)字高程模擬是數(shù)字地形模型最簡(jiǎn)單的一個(gè)組成部分，因此在數(shù)字地形模型中具有廣泛的應(yīng)用。可以通過無人機(jī)航拍技術(shù)獲取，用這種方法來進(jìn)行石油勘測(cè)及開發(fā)，基于真地表模型，更加便捷和易于分析。

2 物探測(cè)繪技術(shù)在石油勘探及開發(fā)中的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 物探測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展方向

物探測(cè)繪技術(shù)在石油勘探及開發(fā)中正在得到加強(qiáng)和提高，隨著GIS地理信息系統(tǒng)及無人機(jī)航拍技術(shù)在石油勘探及開發(fā)中的應(yīng)用，逐步形成物探測(cè)繪技術(shù)的特色，具有廣闊的發(fā)展前景。無人機(jī)航拍技術(shù)與GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，將極大促進(jìn)石油勘探及開發(fā)乃至整個(gè)石油工程建設(shè)中的數(shù)字化建設(shè)。從這個(gè)角度出發(fā)，應(yīng)加大對(duì)石油勘測(cè)及開發(fā)領(lǐng)域無人機(jī)航拍技術(shù)與GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)的投入。同時(shí)，我國的領(lǐng)土面積位列世界第三，面對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境，應(yīng)該抓緊考察記錄，針對(duì)不同地貌進(jìn)行研究，尋找最合適的物探測(cè)繪技術(shù)去進(jìn)行石油勘測(cè)和開發(fā)[2]。

2.2 物探測(cè)繪技術(shù)結(jié)合，尋求更加安全的保障

現(xiàn)如今已經(jīng)是數(shù)字時(shí)代，很多工作都離不開計(jì)算機(jī)，對(duì)于石油勘測(cè)及開發(fā)則更應(yīng)該走智能的路線。特別需要注意的一點(diǎn)是，安全始終是圍繞著石油產(chǎn)業(yè)的難題之一。石油、天然氣本身就是一種易燃易爆的產(chǎn)品，勘測(cè)開發(fā)的區(qū)域大多數(shù)位于外界自然環(huán)境十分惡劣地區(qū)，將會(huì)急劇增加石油勘測(cè)及開發(fā)的危險(xiǎn)性。采用無人機(jī)航拍影像和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以快速、準(zhǔn)確獲取諸如陡崖、水庫、河流、湖泊、城鎮(zhèn)、輸氣 （水、油） 管線、通訊光纜、大斷裂帶、泥石流、滑坡等地理信息，并從健康、安全、環(huán)保的管理理念出發(fā)，在開始施工之前對(duì)這些安全隱患進(jìn)行施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在此基礎(chǔ)上預(yù)先做好施工穿越上述安全隱患地段的應(yīng)急 （或避險(xiǎn)） 預(yù)案，為石油、天然氣勘探及開發(fā)中設(shè)計(jì)、野外施工、規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用先進(jìn)物探測(cè)繪技術(shù)及時(shí)和有效地識(shí)別影響安全、環(huán)境、健康的風(fēng)險(xiǎn)源，尋求更加安全的保障，為石油工程建設(shè)提供科學(xué)的依據(jù)。

2.3 物探測(cè)繪技術(shù)數(shù)字化及儀器的輕便化

要把握數(shù)字化時(shí)代的脈搏，在石油、天然氣勘探及開發(fā)中，不斷引進(jìn)無人機(jī)航拍技術(shù)，以獲取高精度影像及數(shù)字高程模型，這種空間三維立體數(shù)字化真地表模型在石油地質(zhì)勘探及開發(fā)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，采用無人機(jī)航拍獲取的影像 （DOM） ，數(shù)字高程模型 （DEM） 視野開闊，能真實(shí)反映地面的信息。在地理信息GIS平臺(tái)上，可以輔助室內(nèi)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在三維立體可視環(huán)境下進(jìn)行交互式設(shè)計(jì)，有利于選擇多個(gè)設(shè)計(jì)方案比選。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)物探測(cè)繪技術(shù)儀器的性能要求，使得物探測(cè)繪的儀器在功能性俱佳的同時(shí)在質(zhì)量、占地面積、輕便性等問題得以提升。

綜上所述，只要牢牢地把安全性、技術(shù)、輕便型、智能化、數(shù)字化擺在首要位置，從這幾個(gè)方面入手，加強(qiáng)智能建設(shè)，相信在不久的將來，結(jié)合數(shù)字化真地表數(shù)字模型仿真，僅僅只需要幾個(gè)人或一個(gè)人帶著簡(jiǎn)便的設(shè)備就能夠在自身處于安全位置而遙控機(jī)器尋找最合適的鉆井位置，并且自動(dòng)運(yùn)營，完成石油的勘測(cè)、采取、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)纫幌盗心壳翱赡苄枰粋€(gè)團(tuán)隊(duì)、一個(gè)公司的員工去完成的工作，而達(dá)到安全和高效。讓智能或無人勘測(cè)開發(fā)石油技術(shù)不再是難題并且得到有效的普及。

3 結(jié)語

文章主要分析了物探測(cè)繪技術(shù)在石油勘探及開發(fā)中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)，體現(xiàn)了物探測(cè)繪技術(shù)是我國石油勘探的技術(shù)支持，在物探測(cè)繪技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展下，促使我國的石油勘探開發(fā)有了更新與更多樣化的技術(shù)支持，可以更加及時(shí)地發(fā)展勘探及開發(fā)中存在的問題，從而找出相應(yīng)的解決策略，更好地為石油探測(cè)及開發(fā)提供支持。